Kan vi frysa gas?


Bästa svaret

Ja, kom ihåg att det finns tre tillstånd av materia, fast, vätskor och gas.

På en atomnivå, är den största skillnaden mellan dem hur partiklar arrangeras. Gaser har partiklar som är långt ifrån varandra och rör sig snabbt eftersom de har en hög energinivå.

om vi kyler ner dem minskar partiklarnas kinetiska energi. Vilket gör att gasen kan bilda en vätska. Kyl den gasen ytterligare och du hamnar med ett fast ämne.

Det mest uppenbara exemplet på detta skulle vara vatten.

Om vi ​​kokar flytande vatten gör vi ånga, om den ångan svalnar ner kondenseras det till vatten, om vi sedan lägger det vattnet i frysen har vi is, fast vatten. Så ja, vi kan frysa en gas.

Men mer än så är det möjligt att kringgå vätskefasen helt. Under rätt förhållanden, med rätt kemikalier, kan vi ändra en gas direkt till en vätska. Detta är känt som deponering (som är det motsatta av sublimering, som ändrar ett fast ämne direkt till en gas, och undviker vätskefasen)

Svar

Åh, det är gjort Beroende på hur starka väggarna är kommer den att förbli flytande innan de äntligen spränger dem. Om det verkligen är obrytbart (en fysisk omöjlighet, men en som vi kan uppskatta) kommer den att förvandlas till en exotisk form av is.

Alternativen representeras av den här grafen:

Bildkredit: Fil: Fasdiagram över vatten.svg

Den horisontella axeln är temperatur, den vertikala är tryck. Den röda linjen i mitten är 0C, fryspunkten. Vid 100 kPa, eller 1 bar, aka standardrumstryck, kommer det att gå in i Solid-området var som helst till vänster om 0C. Det kommer att få vattnet att expandera.

Men om behållarens väggar inte tillåter det, istället för att expandera kommer trycket att öka. Vid den tiden blir det en kamp mellan behållarens väggar och bildandet av isen. Trycket fortsätter att gå upp, hela vägen upp till 10 000 gånger standardtrycket. Om din låda inte kan hålla det (och praktiskt taget inget som är tillräckligt stort för att vara synligt kan) kommer lådan falla isär och vattnet kommer att expandera.

Om din låda är tillräckligt stark för att hålla fast vid det kommer dock vattnet att tvingas kristallisera. Den tar inte på sig den vanliga hexagonala formen av en iskristall, men kommer istället att tvingas till en pyramidform som kallas ”Ice VI”. Den sexkantiga formen har mycket utrymme i sig, varför isen är mindre tät än vatten .Is VI är dock tätare än vatten och det kommer att krympa snarare än att expandera. Trycket på lådan kommer att förbli på den nivån och kommer inte att gå upp längre.

Beroende på hur du utforma experimentet (oavsett om du sänker temperaturen eller höjer trycket samtidigt som du håller temperaturen konstant), kan du få ett antal andra exotiska former av is.

Men du kommer inte att stöta på någon av dem utanför ett laboratorium. Du kan hålla vatten superkyldt (vätska under 0) med en stark behållare ett tag, men förr eller senare kommer det att spricka.

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras. Obligatoriska fält är märkta *