Hier is een vraag om over na te denken: Zou een glas water bevriezen of B' olie in de ruimte? Enerzijds denk je misschien dat de ruimte erg koud is, ver onder de vriespunt van water. Aan de andere kant ruimte is een vacuüm, dus je zou het verwachten lage druk zou het water in damp laten koken. Wat gebeurt er eerst? Wat is het kookpunt van water in een vacuüm eigenlijk?
Belangrijkste punten: zou water in de ruimte koken of bevriezen?
- Water kookt onmiddellijk in de ruimte of een vacuüm.
- Ruimte heeft geen temperatuur omdat temperatuur een maat is voor de beweging van moleculen. De temperatuur van een glas water in de ruimte zou afhangen van het feit of het al dan niet in zonlicht was, in contact stond met een ander object of vrij in het donker zweefde.
- Nadat water in vacuüm is verdampt, kan de damp in ijs condenseren of kan het een gas blijven.
- Andere vloeistoffen, zoals bloed en urine, koken onmiddellijk en verdampen in een vacuüm.
Urineren in de ruimte
Het blijkt dat het antwoord op deze vraag bekend is. Wanneer astronauten in de ruimte urineren en de inhoud vrijgeven, kookt de urine snel in damp, die onmiddellijk desublimeert of
kristalliseert rechtstreeks van het gas naar vaste fase in kleine urinekristallen. Urine is niet helemaal water, maar je zou verwachten dat hetzelfde proces plaatsvindt met een glas water als met astronautenafval.Hoe het werkt
De ruimte is niet echt koud omdat de temperatuur een maat is voor de beweging van moleculen. Als je geen materie hebt, zoals in een vacuüm, heb je dat niet temperatuur. De warmte die aan het glas water wordt afgegeven, hangt ervan af of het in zonlicht staat, in contact komt met een ander oppervlak of alleen in het donker. In de verre ruimte zou de temperatuur van een object rond -460 ° F of 3K zijn, wat extreem koud is. Aan de andere kant gepolijst aluminium in de volle zon is bekend dat deze 850 ° F bereikt. Dat is nogal een temperatuurverschil!
Het maakt echter niet veel uit wanneer de druk bijna een vacuüm is. Denk aan water op aarde. Water kookt gemakkelijker op een bergtop dan op zeeniveau. In feite zou je op sommige bergen een kopje kokend water kunnen drinken en je niet verbranden! In het lab kun je water op kamertemperatuur laten koken door er simpelweg een deel vacuüm op te zetten. Dat is wat je zou verwachten in de ruimte.
Zie Water koken bij kamertemperatuur
Hoewel het onpraktisch is om de ruimte te bezoeken om het water te zien koken, kunt u het effect zien zonder het comfort van uw huis of klaslokaal te verlaten. Het enige wat je nodig hebt is een spuit en water. U kunt bij elke apotheek een spuit krijgen (geen naald nodig) of veel laboratoria hebben ze ook.
- Zuig een kleine hoeveelheid water in de spuit. U heeft alleen genoeg nodig om het te zien - vul de spuit niet helemaal.
- Plaats uw vinger over de opening van de spuit om deze af te sluiten. Als u zich zorgen maakt over het bezeren van uw vinger, kunt u de opening afdekken met een stuk plastic.
- Terwijl u naar het water kijkt, trekt u de spuit zo snel mogelijk terug. Heb je het water zien koken?
Kookpunt van water in een vacuüm
Zelfs ruimte is geen absoluut vacuüm, hoewel het redelijk dichtbij is. Deze grafiek toont kookpunten (temperaturen) van water bij verschillende vacuümniveaus. De eerste waarde is voor zeeniveau en vervolgens bij afnemende drukniveaus.
| Temperatuur ° F | Temperatuur ° C | Druk (PSIA) |
| 212 | 100 | 14.696 |
| 122 | 50 | 1.788 |
| 32 | 0 | 0.088 |
| -60 | -51.11 | 0.00049 |
| -90 | -67.78 | 0.00005 |
Kookpunt en mapping
Het effect van luchtdruk op koken is bekend en wordt gebruikt om de hoogte te meten. In 1774 gebruikte William Roy barometrische druk om de hoogte te bepalen. Zijn metingen waren tot op één meter nauwkeurig. Halverwege de 19e eeuw gebruikten ontdekkingsreizigers het kookpunt van water om de hoogte te meten voor het in kaart brengen.
Bronnen
- Berberan-Santos, M. N.; Bodunov, E. N.; Pogliani, L. (1997). 'Over de barometrische formule.' American Journal of Physics. 65 (5): 404–412. doi:10.1119/1.18555
- Hewitt, Rachel. Kaart van een natie - een biografie van de Ordnance Survey. ISBN 1-84708-098-7.