Podemos congelar gás?


Melhor resposta

Sim, lembre-se de que existem três estados da matéria, sólido, líquido e gás.

Em um nível atômico, a principal diferença entre eles é a forma como as partículas são organizadas. Os gases têm partículas distantes e se movendo rapidamente porque têm um alto nível de energia.

Se os resfriarmos, a energia cinética das partículas diminui. O que permite que o gás forme um líquido. Resfrie o gás ainda mais e você terá um sólido.

O exemplo mais óbvio disso seria a água.

Se fervermos água líquida, fazemos vapor, se esse vapor esfriar embaixo ele se condensa em água, se colocarmos essa água no freezer temos gelo, água sólida. Então, sim, podemos congelar um gás.

Mas, mais do que isso, é possível ignorar a fase líquida por completo. Sob as condições corretas, com os produtos químicos corretos, podemos transformar um gás diretamente em líquido. Isso é conhecido como deposição (que é o reverso da sublimação, que é transformar um sólido diretamente em um gás, evitando a fase líquida)

Resposta

Ah, está feito . Dependendo da resistência das paredes, ele permanecerá líquido antes de rompê-las. Se for realmente inquebrável (uma impossibilidade física, mas podemos aproximar), ele se transformará em uma forma exótica de gelo.

As opções são representadas por este gráfico:

Crédito da imagem: Arquivo: diagrama de fases de water.svg

O eixo horizontal é a temperatura; o vertical é a pressão. A linha vermelha no centro é 0C, o ponto de congelamento. A 100 kPa, ou 1 bar, também conhecido como pressão ambiente padrão, irá para a faixa sólida em qualquer lugar à esquerda de 0C. Isso fará com que a água se expanda.

No entanto, se as paredes do recipiente não permitirem, então, em vez de se expandir, a pressão aumentará. Nesse ponto, torna-se uma luta entre os paredes do recipiente e a formação do gelo. A pressão continuará subindo, até 10.000 vezes a pressão padrão. Se sua caixa não aguentar isso (e praticamente nada grande o suficiente para ser visível pode), a caixa irá desmorone e a água se expandirá.

Se sua caixa for forte o suficiente para segurá-la, a água será forçada a cristalizar. Ele não assumirá a forma hexagonal padrão de um cristal de gelo, mas será forçado a assumir uma forma de pirâmide chamada “Gelo VI”. A forma hexagonal possui muito espaço, por isso o gelo é menos denso que a água . O gelo VI, no entanto, é mais denso que a água e vai se contrair em vez de expandir. A pressão na caixa permanecerá nesse nível e não aumentará mais.

Dependendo de como você projetar o experimento (esteja você reduzindo a temperatura ou aumentando a pressão enquanto mantém a temperatura constante), você pode acabar com uma série de outras formas exóticas de gelo.

Mas você não vai encontrar qualquer um deles fora de um laboratório. Você pode manter a água supergelada (líquido abaixo de 0) com um recipiente forte por um tempo, mas mais cedo ou mais tarde ela vai estourar.

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