Czy możemy zamrozić gaz?


Najlepsza odpowiedź

Tak, pamiętaj, że istnieją trzy stany skupienia: ciało stałe, ciecz i gaz.

poziomie atomowym, główną różnicą między nimi jest sposób ułożenia cząstek. Gazy mają cząsteczki, które są daleko od siebie i poruszają się szybko, ponieważ mają wysoki poziom energii.

Jeśli je ochłodzimy, energia kinetyczna cząstek spada. Co pozwala gazowi na utworzenie cieczy. Ochłodź ten gaz bardziej, a otrzymasz ciało stałe.

Najbardziej oczywistym przykładem może być woda.

Jeśli zagotujemy wodę w stanie ciekłym, zrobimy parę, jeśli ta para ostygnie w dół skrapla się do wody, jeśli następnie umieścimy tę wodę w zamrażarce, otrzymamy lód, stałą wodę. Więc tak, możemy zamrozić gaz.

Ale co więcej, możliwe jest całkowite ominięcie fazy ciekłej. W odpowiednich warunkach, z odpowiednimi chemikaliami, możemy bezpośrednio zmienić gaz w ciecz. Jest to znane jako osadzanie (co jest odwrotnością sublimacji, która zmienia ciało stałe bezpośrednio w gaz, unikając fazy ciekłej)

Odpowiedź

O, to już zrobione . W zależności od tego, jak mocne są ściany, pozostanie płynne, zanim w końcu je rozerwie. Jeśli naprawdę jest niezniszczalny (fizyczna niemożliwość, ale taką możemy przybliżyć), zamieni się w egzotyczną formę lodu.

Opcje są przedstawione na tym wykresie:

Kredyt obrazu: File: Phase diagram of water.svg

Oś pozioma to temperatura; pionowa to ciśnienie. Czerwona linia pośrodku to 0 ° C, punkt zamarzania. Przy 100 kPa, lub 1 bar, czyli standardowe ciśnienie w pomieszczeniu, przejdzie do zakresu Solid gdziekolwiek na lewo od 0C. Spowoduje to rozszerzenie się wody.

Jeśli jednak ściany pojemnika na to nie pozwalają, ciśnienie zamiast się rozszerzyć, wzrośnie. W tym momencie staje się to walką między ściany pojemnika i tworzenie się lodu. Ciśnienie będzie rosło, aż do 10 000 razy większe niż standardowe ciśnienie. Jeśli twoje pudełko nie może tego utrzymać (i praktycznie nic nie jest wystarczająco duże, aby było widoczne), pudełko będzie rozpadnie się, a woda się rozszerzy.

Jeśli jednak twoje pudełko jest wystarczająco mocne, aby go utrzymać, woda będzie zmuszona do krystalizacji. Nie przybierze standardowego sześciokątnego kształtu kryształu lodu, ale zamiast tego zostanie zmuszony do przybrania kształtu piramidy o nazwie „Lód VI”. Sześciokątny kształt ma dużo miejsca, dlatego lód jest mniej gęsty niż woda .Lód VI jest jednak gęstszy niż woda i raczej skurczy się niż rozszerzy. Ciśnienie na pudełku pozostanie na tym poziomie i nie wzrośnie dalej.

W zależności od tego, jak zaplanować eksperyment (niezależnie od tego, czy „obniżasz temperaturę, czy podnosisz ciśnienie, utrzymując stałą temperaturę), możesz skończyć z wieloma innymi egzotycznymi formami lodu.

Ale nie napotkasz którekolwiek z nich poza laboratorium. Możesz przez chwilę utrzymywać superchłodzenie wody (płyn poniżej 0) za pomocą mocnego pojemnika, ale prędzej czy później pęknie.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *