Questo non è “un duplicato di” Perché la mia soda liquida si è congelata dopo averla estratta dal frigo? “. La mia domanda è perché la soda si è congelata dopo essere stata aperta. Lapertura di una lattina o di una bottiglia sembra avere un effetto maggiore rispetto al semplice spingerla.
È a causa del disturbo notato in la domanda precedente? È correlata alla diminuzione della pressione? È a causa del rilascio di CO2 quando è stata aperta?
Risposta
Non è un disturbo, il liquido non è super raffreddato in questo caso. Tuttavia è a circa 0 gradi.
Non è la caduta di pressione diretta, perché puoi dare una stima del limite superiore di quanto raffreddamento fa direttamente la caduta di pressione basandosi sullosservazione che la pressione non è superiore a poche atmosfere. Ciò significa che lo spazio in cui il gas nella bombola viene moltiplicato per un fattore, diciamo 10 (che “è troppo grande) e (kT volte) il guadagno di entropia per atomo è
$ kT \ Delt a S = kT log (10) $
e kT è 1/30 eV, quindi ottieni al massimo 1/10 eV per atomo di gas. La densità del gas in cima è 1/300 della densità dellacqua e il massimo raffreddamento totale dallespansione di quel gas è trascurabile per atomo di liquido. Non vi è alcun raffreddamento e riscaldamento significativi nella compressione di un liquido, poiché sostanzialmente non viene svolto alcun lavoro nel processo, quindi la caduta di pressione non fa nulla al liquido.
Ma la caduta di pressione rende la soda sovrasatura rispetto a la sua CO 2 disciolta, e questa CO 2 sta degassando da uno stato liquido a uno stato gassoso, e questo è un enorme guadagno di entropia. Degassando la CO 2 disciolta in bolle, ogni atomo di CO 2 ottiene un aumento di 300 volte del volume disponibile per vagare, e questo può raffreddare il liquido di
$ kT log (300) \ approx {1 \ over 4} eV $
Quindi ottieni $ 0,25 eV $ per molecola di CO 2 rilasciata, che è compatibile allenergia di legame di una molecola dacqua. Quindi ogni CO 2 degassato congela lordine 1 H 2 O, e questo congela una rete di filamenti dacqua attorno alle bolle degassate, formando una granita.
Commenti
- " Non cè raffreddamento e riscaldamento significativi nella compressione di un liquido, poiché sostanzialmente non viene svolto alcun lavoro nel processo " Non ' non capisco questa parte: sicuramente ci vuole un lavoro significativo per comprimere un liquido?
- Parte di la definizione di un liquido è che è (a tutti gli effetti) incomprimibile. Di conseguenza, puoi applicare o rilasciare pressione a un liquido e non lo influenzerai, quindi non viene svolto alcun lavoro.
Risposta
Farenheit ha calibrato il suo termometro in modo che 0 gradi sia il punto di congelamento dellacqua salata. Lacqua dolce si congela a 32F. Lacqua contenente sostanze disciolte congela a una temperatura inferiore rispetto allacqua con meno sostanze disciolte.
Unaltra ipotesi sul motivo per cui la soda si congela dopo lapertura è che quando la apri alcuni degassano di CO2 e si dissolvono in meno CO2 lacqua. Ciò aumenterà la temperatura alla quale la soda si congela.
È possibile che la soda sia stata raffreddata a 27F e che il punto di congelamento della soda con molta CO2 sia 25F, quindi rimane liquida. Quando lo apri, fuoriesce abbastanza CO2 per cambiare il punto di congelamento a 30F e parte della soda si congela.
Un test potrebbe essere quello di vedere se la soda diventa più fredda o più calda quando viene aperta. Nellesempio sopra, la soda si riscalda da 27F a 30F quando viene aperta. La mia ipotesi è che una soda che si congela quando viene aperta diventerà leggermente più calda, ma che una soda che non si congela quando viene aperta diventerà leggermente più fredda, così leggermente che dubito di poterla misurare.
Commenti
- Lo zero della scala Fahrenheit è una miscela di ghiaccio, acqua e cloruro di ammonio in un rapporto 1: 1: 1, non acqua di mare.
Risposta
questo è molto semplice. quando un gas perde pressione si raffredda. quando la parte superiore viene rimossa da una bevanda gassata viene rilasciato gas che si espande raffreddando il liquido abbastanza da congelare. un po di tempo aprire la valvola di una bombola da sub. laria che esce sarà fredda, si sta espandendo. lo stesso serbatoio diventerà molto caldo durante il riempimento. questo è il motivo per cui vengono posti nei serbatoi dellacqua durante il riempimento.
Risposta
È a causa della legge dei gas ideali, PV = nRT. La soda è in equilibrio allinterno della bottiglia o lattina sigillata. Ma quando lo apri, quellequilibrio viene disturbato. La pressione viene diminuita, quindi anche la temperatura diminuirà.