Können wir Gas einfrieren?


Beste Antwort

Ja, denken Sie daran, dass es drei Zustände von Materie gibt: fest, flüssig und gasförmig.

Auf einem Auf atomarer Ebene besteht der Hauptunterschied zwischen ihnen in der Art und Weise, wie Partikel angeordnet sind. Gase haben Partikel, die weit voneinander entfernt sind und sich schnell bewegen, weil sie ein hohes Energieniveau haben.

Wenn wir sie abkühlen, nimmt die kinetische Energie der Partikel ab. Dadurch kann das Gas eine Flüssigkeit bilden. Kühlen Sie das Gas weiter ab und Sie erhalten einen Feststoff.

Das offensichtlichste Beispiel hierfür ist Wasser.

Wenn wir flüssiges Wasser kochen, machen wir Dampf, wenn dieser Dampf abkühlt unten kondensiert es zu Wasser, wenn wir dann das Wasser in den Gefrierschrank stellen, haben wir Eis, festes Wasser. Also ja, wir können ein Gas einfrieren.

Aber darüber hinaus ist es möglich, die flüssige Phase insgesamt zu umgehen. Unter den richtigen Bedingungen können wir mit den richtigen Chemikalien ein Gas direkt in eine Flüssigkeit verwandeln. Dies ist als Ablagerung bekannt (dies ist die Umkehrung der Sublimation, bei der ein Feststoff direkt in ein Gas umgewandelt wird, wobei die flüssige Phase vermieden wird).

Antwort

Oh, es wurde getan Je nachdem, wie stark die Wände sind, bleibt sie flüssig, bevor sie schließlich platzen. Wenn sie wirklich unzerbrechlich sind (eine physische Unmöglichkeit, die wir jedoch annähern können), wird sie zu einer exotischen Form von Eis.

Die Optionen werden in diesem Diagramm dargestellt:

Bildnachweis: Datei: Phasendiagramm von water.svg

Die horizontale Achse ist die Temperatur, die vertikale der Druck. Die rote Linie in der Mitte ist 0 ° C, der Gefrierpunkt. Bei 100 kPa, oder 1 bar, auch bekannt als normaler Raumdruck, geht es irgendwo links von 0 ° C in den Bereich Solid. Dadurch dehnt sich das Wasser aus.

Wenn die Wände des Behälters dies jedoch nicht zulassen, steigt der Druck, anstatt sich auszudehnen. An diesem Punkt wird es zu einem Kampf zwischen dem Wände des Behälters und die Bildung des Eises. Der Druck steigt weiter bis zum 10.000-fachen des Standarddrucks. Wenn Ihre Box das nicht halten kann (und praktisch nichts, was groß genug ist, um sichtbar zu sein), steigt die Box fallen auseinander und das Wasser wird sich ausdehnen.

Wenn Ihre Box stark genug ist, um daran festzuhalten, wird das Wasser gezwungen zu kristallisieren. Es nimmt nicht die sechseckige Standardform eines Eiskristalls an, sondern wird stattdessen in eine Pyramidenform namens „Eis VI“ gezwungen. Die sechseckige Form hat viel Platz, weshalb Eis weniger dicht als Wasser ist Eis VI ist jedoch dichter als Wasser und zieht sich eher zusammen als aus. Der Druck auf die Box bleibt auf diesem Niveau und steigt nicht weiter an.

Je nachdem, wie Sie sich befinden Wenn Sie das Experiment entwerfen (unabhängig davon, ob Sie die Temperatur senken oder den Druck erhöhen, während Sie die Temperatur konstant halten), können Sie eine Reihe anderer exotischer Formen von Eis erhalten.

Aber Sie werden nicht darauf stoßen einer von ihnen außerhalb eines Labors. Sie können Wasser für eine Weile mit einem starken Behälter supergekühlt (Flüssigkeit unter 0) halten, aber früher oder später wird es platzen.

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.