Recentemente, embarquei em um voo e notei a temperatura do ar externo como -53 ° C a uma altitude de 36860ft (11,23km). Não sei o que causa uma temperatura tão congelante nessa altitude, mas estava imaginando que altitudes mais altas (espaço) podem ter temperaturas congelantes. Aqui eu tenho uma dúvida, ou seja, o que acontece se um cubo de gelo for deixado no espaço? Estaria derretendo ou permaneceria como está?
Respostas:
Depende de onde você está no espaço sideral.
Se você simplesmente colocá-lo em órbita ao redor da Terra, ele vai sublimar: a temperatura média da superfície de algo à distância da Terra do Sol é de cerca de 220K, que está solidamente na fase de vapor da água no vácuo e o vapor sólido a transição nessa temperatura não passa pela fase líquida. Por outro lado, se você colocar seu cubo de gelo na Nuvem de Oort, ele crescerá: a temperatura média da superfície é de 40K ou menos, bem na fase sólida, de modo que será captada (ou captada por) gás e outros objetos no espaço.
Um cometa é uma aproximação aproximada de um cubo de gelo. Se você pensar no que acontece com um cometa em vários lugares, é sobre o que aconteceria com seu cubo de gelo.
Seria sublimar. A massa congelada de água diminuiria de tamanho à medida que a água se transforma de um sólido em um gás (sem se tornar um líquido) e se afasta.
No vácuo do espaço, a consideração mais importante é considerar quanta radiação um cubo de gelo absorveria de, por exemplo, estrelas próximas e com que rapidez o próprio cubo irradia energia (usando a lei de Wien ), descobrindo qual seria a temperatura do cubo de gelo. produza um equilíbrio (a temperatura na qual o cubo de gelo irradia energia na mesma taxa que absorveu energia) e depois determina se essa temperatura está acima ou abaixo do ponto de fusão do cubo de gelo. Se estiver acima do ponto de fusão (da água no vácuo), como as outras respostas disseram, o cubo de gelo sublimaria; se estiver abaixo do ponto de fusão, o cubo de gelo permanecerá congelado.
Especificamente, para um cubo de gelo que é um cubo em órbita ao redor do sol, com um lado voltado para o sol, você precisa calcular quanta energia o lado voltado para o sol absorve do sol e quanta energia irradia dos seis lados do sol. cubo e, em seguida, encontre a temperatura de equilíbrio.