Лед при температуре минус 200

При какой температуре тает лед? Количество теплоты для нагревания льда

Каждому известно, что вода может находиться в природе в трех агрегатных состояниях – твердом, жидком и газообразном. При плавлении происходит превращение твердого льда в жидкость, а при дальнейшем нагревании жидкость испаряется, образуя водяной пар. Каковы же условия плавления, кристаллизации, испарения и конденсации воды? При какой температуре тает лед или образуется пар? Об этом мы поговорим в данной статье.

Вода на Земле

Нельзя сказать, что водяной пар и лед редко встречаются в повседневной жизни. Однако наиболее распространенным является именно жидкое состояние – обычная вода. Специалисты выяснили, что на нашей планете находится более 1 млрд кубических километров воды. Однако не более 3 млн км 3 воды принадлежат пресным водоемам. Достаточно большое количество пресной воды «покоится» в ледниках (около 30 млн кубических километров). Однако растопить лед таких огромных глыб далеко не просто. Остальная же вода соленая, принадлежащая морям Мирового океана.

Вода окружает современного человека повсюду, во время большинства ежедневных процедур. Многие считают, что запасы воды неиссякаемы, и человечество сможет всегда использовать ресурсы гидросферы Земли. Однако это далеко не так. Водные ресурсы нашей планеты постепенно истощаются, и уже через несколько сотен лет пресной воды на Земле может не остаться вовсе. Поэтому абсолютно каждому человеку нужно бережно относиться к пресной воде и экономить ее. Ведь даже в наше время существуют государства, в которых запасы воды катастрофически малы.

Свойства воды

Прежде чем говорить о температуре таяния льда, стоит рассмотреть основные свойства этой уникальной жидкости.

Итак, воде присущи следующие свойства:

• Отсутствие цвета.
• Отсутствие запаха.
• Отсутствие вкуса (однако качественная питьевая вода имеет приятный вкус).
• Прозрачность.
• Текучесть.
• Способность растворять различные вещества (например, соли, щелочи и т. д.).
• Вода не имеет собственной постоянной формы и способна принимать форму сосуда, в который попадает.
• Способность очищаться посредством фильтрования.
• При нагревании вода расширяется, а при охлаждении сжимается.
• Вода может испаряться, превращаясь в пар, и замерзать, образуя кристаллический лед.

В этом списке представлены основные свойства воды. Теперь разберемся, каковы особенности твердого агрегатного состояния этого вещества, и при какой температуре тает лед.

Снег и лед

Лед – это твердое кристаллическое вещество, которое имеет достаточно неустойчивую структуру. Он, как и вода, прозрачен, не имеет цвета и запаха. Также лед обладает такими свойствами, как хрупкость и скользкость; он холодный на ощупь.

Снег также представляет собой замерзшую воду, однако обладает рыхлой структурой и имеет белый цвет. Именно снег каждый год выпадает в большинстве стран мира.

Как снег, так и лед – крайне неустойчивые вещества. Чтобы растопить лед, не нужно прикладывать особых усилий. Когда же он начинает таять?

Плавление льда

В природе твердый лед существует только при температуре 0 °C и ниже. Если же температура окружающей среды поднимается и становится больше 0 °C, лед начинает таять.

При температуре таяния льда, при 0 °C, происходит и другой процесс – замерзание, или кристаллизация, жидкой воды.

Данный процесс можно наблюдать всем жителям умеренно континентального климата. Зимой, когда температура на улице опускается ниже 0 °C, достаточно часто выпадает снег, который не тает. А жидкая вода, находившаяся на улицах, замерзает, превращаясь в твердый снег или лед. Весной же можно увидеть обратный процесс. Температура окружающей среды поднимается, поэтому лед и снег тают, образуя многочисленные лужи и грязь, которую можно считать единственным минусом весеннего потепления.

Таким образом, можно сделать вывод, что, при какой температуре начинает таять лед, при такой же температуре начинается и процесс замерзания воды.

Количество теплоты

В такой науке, как физика, часто используется понятие количества теплоты. Данная величина показывает количество энергии, необходимой для нагревания, плавления, кристаллизации, кипения, испарения или конденсации различных веществ. Причем каждый из перечисленных процессов имеет свои особенности. Поговорим о том, какое количество теплоты для нагревания льда требуется в обычных условиях.

Чтобы нагреть лед, нужно сначала его растопить. Для этого необходимо количество теплоты, нужное для плавления твердого вещества. Теплота равняется произведению массы льда на удельную теплоту его плавления (330-345 тысяч Джоулей/кг) и выражается в Джоулях. Допустим, что нам дано 2 кг твердого льда. Таким образом, чтобы его растопить, нам понадобится: 2 кг * 340 кДж/кг = 680 кДж.

После этого нам необходимо нагреть образовавшуюся воду. Количество теплоты для данного процесса рассчитать будет немного сложнее. Для этого нужно знать начальную и конечную температуру нагреваемой воды.

Итак, допустим, что нам требуется нагреть получившуюся в результате плавления льда воду на 50 °C. То есть разница начальной и конечной температуры = 50 °C (начальная температура воды – 0 °C). Тогда следует умножить разность температур на массу воды и на ее удельную теплоемкость, которая равняется 4 200 Дж*кг/°C. То есть количество теплоты, необходимое для нагревания воды, = 2 кг * 50 °C * 4 200 Дж*кг/°C = 420 кДж.

Тогда получаем, что для плавления льда и последующего нагревания получившейся воды нам потребуется: 680 000 Дж + 420 000 Дж = 1 100 000 Джоулей, или 1,1 Мегаджоуль.

Зная, при какой температуре тает лед, можно решить множество непростых задач по физике или химии.

В заключение

Итак, в данной статье мы узнали некоторые факты о воде и о двух ее агрегатных состояниях – твердом и жидком. Водяной пар, однако, представляет собой не менее интересный объект для изучения. Например, в нашей атмосфере содержится приблизительно 25*10 16 кубических метров водяного пара. К тому же, в отличие от замерзания, испарение воды происходит при любой температуре и ускоряется при ее нагревании или при наличии ветра.

Мы узнали, при какой температуре тает лед и замерзает жидкая вода. Такие факты всегда пригодятся нам в повседневной жизни, так как вода окружает нас повсюду. Важно всегда помнить о том, что вода, в особенности пресная, является иссякаемым ресурсом Земли и нуждается в бережном к ней отношении.

Источник

А при температуре минус 200 градусов за окном, можно выжить в доме. а в квартире.

При герметичных дверях и окнах можно. Продолжительность зависит от размеров дома. толщины стен, их материала, прочности (!) качестве теплоизоляции, обогрева и количества воздуха в помещении (!). Вам придется дышать лишь им . так же он будет расходоваться на горение топлива если обогреватель использует горение.

Тут Вы рискуете не столько замерзнуть. сколько задохнуться . а так же пострадать от понижения давления. Температура кипения кислорода −182 градуса. то есть при -200 он жидкость. У азота температура кипения −195. Значит он тоже станет жидким. И даже аргон. которого в воздухе чуть менее 1% и он третий по количеству газ в атмосфере Земли, станет жидким он кипит при −185.

Конечно это произойдет не мгновенно. Но произойдет и основные газу воздуха станут жидкостями. ( кстати. углекислый газ к этому времени давно выпадет в виде кристаллов сухого льда ( твердая углекислота.) И пойдет азотно кислородный дождь. А потом и лужи из азота и кислорода появятся.
Что при этом произойдет?
Давление сильно атмосферное упадет, И если у Вас есть хоть малейшая щель. то умный воздух ее найдет и Вас покинет. И в конце концов давление будет где то менее 1% от нормального. Это почти как там. где спутники летают.

Впрочем этим закончится. А вообще какое то время около дома давление будет несколько выше. ведь он более теплый и жидкие азот, кислород и аргон станут около него испаряться.

Если щелей нет и воздух не вышел . то возникает вопрос. выдержать ли окна перепад давления почти в одну атмосферу. ( очень сомнительно)
Но пусть они выдержали и не вылетели наружу.

И тогда время Вашей жизни будет определяться не температурой. а запасами воздуха. Охлаждение стен дома. после конденсации основных газов и их выпадения в виде дождя. сильно замедлится, ведь воздуха то снаружи не будет. И потери тепла будут лишь за счет излучения в ИК диапазоне. а так же при случайном контакте с жидкостью снаружи. Обычно же они происходят за счет контакта с холодным воздухом.
Если дом на горке. и покрашен в белый цвет. то Вы можете даже ночью не замерзнуть. Ну а если он темный и на улице день. то и вспотеете не слабо. Солнце будет нагревать. Причем не ослабленное атмосферой.

В общем уподобитесь космонавтам. Только невесомости у Вас не будет. а так. всё как там. И между прочим. Та же станция сделана из металла. которые очень быстро остывает. да еще и из довольно тонкого листа. Ну а слой теплоизоляции. совсем не чрезмерен. Конечно температура в тени на земной орбите повыше -200(на солнце и много выше) . но тут это не особо важно. так. как само слово температура касается сильно разряженного газа. по сути отдельных атомов и молекул.
Вот и Ваш дом тоже будет окружать такая же крайне разряженная атмосфера.

Короче. если ожидаете столь сильное похолодание. запасайтесь кислородными баллонами. поглотителями углекислоты. обшивайте стены одеялами ( этого хватит) и устанавливайте вместе окон иллюминаторы от МКС. Конечно позаботьтесь о герметизации.

Источник

Объяснена способность воды оставаться жидкой до -48 градусов

Детально изучен процесс кристаллизации воды при сверхнизких температурах

Наверное, нет на свете более странной, более противоречивой жидкости, чем обычная вода. Она постоянно ведет себя не так. Превращаясь в лед при понижении температуры, она не увеличивает, а уменьшает свою плотность. Таким образом, лед не опускается на дно, а всплывает, давая возможность всему многообразию животных и растений водных экосистем переживать зиму. Ту же строптивость она проявляет в отношении и других своих качеств – таких, например, как сжимаемость и теплоемкость. Химически молекула воды издевательски проста – два атома водорода и один атом кислорода. Однако за счет химических (водородных) связей эти молекулы могут соединяться в 16 различных кристаллических структур, чем, собственно, и объясняются (или должны объясняться) все водяные странности.

Особенно таинственным представляется поведение так называемой «сверхохлажденной» воды.

Если вода очень чистая и не имеет в своем составе примесей, неоднородностей, которые стали бы «зернами кристаллизации», то в жидком состоянии она может находиться при температурах намного ниже нуля.

Однако при достижении некоего критического значения температуры она замерзает настолько быстро, что до сих пор еще никому не удавалось выяснить, почему это происходит и каков в данном случае механизм превращения ее в лёд.

Если задачу не получается решить физически, то ее можно попробовать решить виртуально, с помощью компьютерного моделирования. В последнее время такой метод исследования становится все более и более «модным», поэтому Валерия Молинеро и Эмили Мур, химики из Университета Юты, чья статья о воде появилась в сегодняшнем номере журнала Nature, были отнюдь не первыми, кто в попытке вырвать у воды ее тайны обратился к компьютеру.

Правда, у их предшественников с компьютером тоже не сложилось, поскольку такие расчеты отнимали слишком много времени и не давали ясной картины процесса замораживания воды, так как нужно было отследить многие тысячи событий, приводящих к кристаллизации. Молинеро и Мур создали свою собственную программу, в двести раз более быструю, чем предыдущие: они учитывали не атомы водорода и кислорода в отдельности, а вместо этого приняли за элементарную единицу молекулу воды, математически наделив ее свойством соединяться с другими молекулами за счет водородных связей.

Программа, даже ускоренная, работала многие тысячи часов, чтобы отследить поведение 32768 молекул (это намного меньше, чем капля воды), но в конце концов дала ожидаемый результат.

Источник

Лед при температуре минус 200

Екатерина Викторовна Шурмелева

Людмила Александровна Даньшина

«Учиться никогда не поздно»

Алина Анатльевна Кейсенжер

Анна Владимировна Вылущак

«Love people. No things. Use things. not people»

Виктория Владимировна Епишева

«НИКОГДА НЕ УНЫВАТЬ !»

Поднять запись

Ксения Андреевна Мухина

«Люди заботятся о своем здоровье. Люди курят легкие сигареты.»

Ксения Андреевна Мухина

«Люди заботятся о своем здоровье. Люди курят легкие сигареты.»

1. Знаете, что будет, если взять замерзшую чистую воду и продолжить охлаждение? С водой произойдут чудесные превращения. При минус 120 градусах по Цельсию вода становится сверхвязкой или тягучей, а при температуре ниже минус 135 градусов она превращается в «стеклянную» воду. «Стеклянная» вода – это твердое вещество, в котором отсутствует кристаллическая структура, как в стекле.

2. Все знают, что застывает вода при «нуле» градусов по Цельсию, а закипает – при «ста». Однако мало кто знает, что бывает так называемое «сверхохлаждение» воды. Это свойство имеет очищенная вода (т.е. без примесей), которая при охлаждении ниже, чем точка замерзания, остается жидкой.

3. Известно, что вода имеет такие состояния как – «твердое», – «жидкое», – «газообразное». Но ученым известны 14 состояний воды в замерзшем виде и 5 состояний – в жидком.

4. Как Вы думаете, какая вода быстрее превратится в лед: горячая или холодная? Если рассуждать логически, то, конечно, холодная. Ведь горячей нужно сначала остыть, а потом уже замерзнуть, а вот холодной остывать не нужно. Однако опыты показывают, что в лед быстрее превращается именно горячая вода. Точного ответа на вопрос, почему все-таки горячая вода замерзает быстрее холодной, до сих пор не существует. Возможно, дело в разнице в переохлаждении, испарении, образовании льда, конвекции, либо причина в воздействии разжиженных газов на горячую и холодную воду.

5. По данным ЮНЕСКО, самая чистая вода находится в Финляндии. Всего в исследовании свежей природной воды принимало участие 122 страны. При этом 1 млрд людей по всему миру вообще не имеет доступа к безопасной воде.

6. Вода может быть бесплатной, а может быть и очень дорогой. Самая дорогая в мире вода продается в Лос-Анджелесе. Производители упаковывают драгоценную жидкость со сбалансированным вкусом и значением ph в бутылки со стразами «Swarovski». Стоит такая вода 90 $ за 1 л.

7. Вода подвержена энергетическому влиянию. Если оно положительное (благодарность, любовь, прощение и т.д.) – вода обладает благотворным воздействием и целебными свойствами. Если влияние отрицательное (зло, обида, ненависть) – вода становится “мертвой”.

8. Примерно 70% нашей планеты покрыто водой. И только 1% из этой воды пригоден для питья.

9. Вода – основа жизни. Все животные и растения состоят из воды: животные – на 75%, рыбы – на 75%, медузы – на 99%, картофель – на 76%, яблоки – на 85%, помидоры – на 90%, огурцы – на 95%, арбузы – на 96%. Даже человек состоит из воды. 86% воды содержится в теле у новорожденного и до 50% – у пожилых людей.

10. Существует и опасная вода. Так, например, в Азербайджане есть вода, в которой много метана, поэтому она может загореться, если поднести к ней спичку. А на Сицилии в одном из озер есть подводные источники кислоты, которые отравляют всю воду в этом водоеме.

Источник