Würde ein Glas Wasser im Weltraum einfrieren oder kochen?

Hier ist eine Frage, über die Sie nachdenken sollten: Würde ein Glas Wasser im Weltraum einfrieren oder kochen? Einerseits könnte man meinen, der Raum sei sehr kalt, weit unter dem Gefrierpunkt des Wassers. Auf der anderen Seite ist der Raum ein Vakuum, so dass Sie erwarten würden, dass der niedrige Druck das Wasser in Dampf verwandelt. Was passiert zuerst? Was ist der Siedepunkt von Wasser im Vakuum??

Key Takeaways: Würde Wasser kochen oder im Weltraum einfrieren?

• Wasser kocht sofort im Weltraum oder in einem Vakuum.
• Der Weltraum hat keine Temperatur, da die Temperatur ein Maß für die Bewegung der Moleküle ist. Die Temperatur eines Glas Wassers im Weltraum hängt davon ab, ob es im Sonnenlicht, in Kontakt mit einem anderen Objekt oder frei im Dunkeln schwimmt.
• Nachdem das Wasser im Vakuum verdampft ist, kann der Dampf zu Eis kondensieren oder es kann ein Gas bleiben.
• Andere Flüssigkeiten wie Blut und Urin kochen und verdampfen sofort im Vakuum.

Im Weltraum urinieren

Wie sich herausstellt, ist die Antwort auf diese Frage bekannt. Wenn Astronauten im Weltraum urinieren und den Inhalt abgeben, siedet der Urin schnell in Dampf um, der sofort vom Gas in die feste Phase desublimiert oder direkt in winzige Urinkristalle kristallisiert. Urin ist nicht vollständig wasserhaltig, aber bei einem Glas Wasser ist derselbe Vorgang zu erwarten wie bei Astronautenabfällen.

Wie es funktioniert

Der Weltraum ist eigentlich nicht kalt, weil die Temperatur ein Maß für die Bewegung von Molekülen ist. Wenn Sie keine Materie haben, wie in einem Vakuum, haben Sie keine Temperatur. Die Wärme, die dem Wasserglas verliehen wird, hängt davon ab, ob es sich im Sonnenlicht, in Kontakt mit einer anderen Oberfläche oder allein im Dunkeln befindet. Im Weltraum würde die Temperatur eines Objekts bei etwa 460 ° F oder 3 K liegen, was extrem kalt ist. Andererseits ist bekannt, dass poliertes Aluminium bei vollem Sonnenlicht 850 ° F erreicht. Das ist ein ziemlicher Temperaturunterschied!

Es macht jedoch nicht viel aus, wenn der Druck fast ein Vakuum ist. Denken Sie an Wasser auf der Erde. Auf einem Berggipfel kocht das Wasser schneller als auf Meereshöhe. In der Tat könnte man auf einigen Bergen eine Tasse kochendes Wasser trinken und sich nicht verbrennen! Im Labor können Sie Wasser bei Raumtemperatur zum Kochen bringen, indem Sie einfach ein Teilvakuum anlegen. Das ist es, was man im Weltraum erwarten würde.

Siehe Wasser bei Raumtemperatur kochen

Während es unpraktisch ist, den Weltraum zu besuchen, um zu sehen, wie das Wasser kocht, können Sie den Effekt sehen, ohne den Komfort Ihres Zuhauses oder Klassenzimmers zu verlassen. Alles was Sie brauchen ist eine Spritze und Wasser. Sie können eine Spritze in jeder Apotheke bekommen (keine Nadel erforderlich) oder viele Labors haben sie auch. 

1. Saugen Sie eine kleine Menge Wasser in die Spritze. Sie brauchen nur genug, um es zu sehen - füllen Sie die Spritze nicht bis zum Anschlag.
2. Führen Sie Ihren Finger über die Öffnung der Spritze, um sie abzudichten. Wenn Sie sich Sorgen machen, Ihren Finger zu verletzen, können Sie die Öffnung mit einem Stück Plastik abdecken.
3. Ziehen Sie die Spritze so schnell wie möglich zurück, während Sie das Wasser beobachten. Hast du das Wasser kochen sehen??

Siedepunkt von Wasser im Vakuum

Sogar der Weltraum ist kein absolutes Vakuum, obwohl es ziemlich nahe ist. Diese Tabelle zeigt die Siedepunkte (Temperaturen) von Wasser bei verschiedenen Vakuumniveaus. Der erste Wert bezieht sich auf den Meeresspiegel und dann auf abnehmende Druckwerte.

Temperatur ° F	Temperatur ° C	Druck (PSIA)
212	100	14.696
122	50	1,788
32	0	0,088
-60	-51.11	0,00049
-90	-67,78	0,00005

Siedepunkte von Wasser bei verschiedenen Vakuumniveaus

Siedepunkt und Kartierung

Die Wirkung des Luftdrucks auf das Kochen ist bekannt und wird zur Messung der Höhe verwendet. Im Jahr 1774 verwendete William Roy Luftdruck, um die Höhe zu bestimmen. Seine Messungen waren auf einen Meter genau. Mitte des 19. Jahrhunderts verwendeten die Forscher den Siedepunkt des Wassers, um die Höhe für die Kartierung zu bestimmen.

Quellen

• Berberan-Santos, M. N .; Bodunov, E. N .; Pogliani, L. (1997). "Auf der barometrischen Formel." Amerikanisches Journal der Physik. 65 (5): 404 & ndash; 412. doi: 10.1119 / 1.18555
• Hewitt, Rachel. Karte einer Nation - eine Biographie der Ordnungserhebung. ISBN 1-84708-098-7.