Dlaczego mój płynny napój gazowany zamarzł, gdy wyciągnąłem go z lodówki i otworzyłem?

To nie jest zakłócenie, w tym przypadku ciecz nie jest przechłodzona. Jednak w przybliżeniu jest to temperatura 0 stopni.

Nie chodzi o bezpośredni spadek ciśnienia, ponieważ można podać górną granicę oszacowania stopnia ochłodzenia bezpośrednio przez spadek ciśnienia na podstawie obserwacji, że ciśnienie nie jest większe niż kilka atmosfer. Oznacza to, że przestrzeń gazu w butli zostaje pomnożona przez współczynnik, powiedzmy 10 (czyli „jest za duży) i (kT razy) przyrost entropii na atom wynosi

$ kT \ Delt a S = kT log (10) $

i kT wynosi 1/30 eV, więc otrzymujesz co najwyżej 1/10 eV na atom gazu. Gęstość gazu na górze wynosi 1/300 gęstości wody, a maksymalne całkowite chłodzenie wynikające z rozprężania tego gazu jest pomijalne na atom cieczy. Nie ma znaczącego chłodzenia i ogrzewania podczas sprężania cieczy, ponieważ w zasadzie nie jest wykonywana żadna praca w tym procesie, więc spadek ciśnienia nie wpływa na ciecz.

Jednak spadek ciśnienia powoduje przesycenie sody względem jego rozpuszczony CO ₂ i ten CO ₂ jest odgazowywany ze stanu ciekłego do stanu gazowego, co jest ogromnym wzrostem entropii. Poprzez odgazowanie rozpuszczonego CO ₂ do postaci pęcherzyków, każdy atom CO ₂ otrzymuje 300-krotny wzrost dostępnej objętości do wędrowania, co może schłodzić ciecz o

$ kT log (300) \ ok. {1 \ ponad 4} eV $

Więc otrzymujesz 0,25 $ eV $ za uwolnioną cząsteczkę CO ₂ , co jest porównywalne do energii wiązania cząsteczki wody. Tak więc każdy odgazowany CO ₂ zamarza w kolejności 1 H ₂ O, a to zamraża sieć włókien wody wokół odgazowanych pęcherzyków, tworząc breję.

Komentarze

• " Nie ma znaczącego chłodzenia i ogrzewania podczas sprężania cieczy, ponieważ zasadniczo nie jest wykonywana żadna praca w tym procesie " Nie ' Nie rozumiem tego fragmentu – z pewnością kompresja płynu wymaga dużo pracy?
• Część definicja cieczy jest taka, że jest (pod każdym względem) nieściśliwa. W rezultacie możesz wywierać lub zwalniać ciśnienie na ciecz i nie wpłynie to na nią, więc żadna praca nie jest wykonywana.

Farenheit skalibrował swój termometr tak, aby miał 0 stopni jako punkt zamarzania słonej wody. Świeża woda zamarza w temperaturze 32F. Woda z rozpuszczonymi w niej substancjami zamarza w niższej temperaturze niż woda z mniejszą ilością rozpuszczonych w niej substancji.

Inną hipotezą wyjaśniającą, dlaczego soda zamarza po otwarciu jest to, że po jej otwarciu część gazów wydostaje się z CO2, a mniej CO2 woda. To podniesie temperaturę, w której soda zamarza.

Możliwe, że soda została schłodzona do 27F, a temperatura zamarzania sody z dużą ilością CO2 wynosi 25F, więc pozostaje płynna. Po otwarciu wydobywa się wystarczająca ilość CO2, aby zmienić temperaturę zamarzania na 30 ° F, a niektóre napoje gazowane zamarzają.

Test polegałby na sprawdzeniu, czy napój po otwarciu staje się chłodniejszy lub cieplejszy. W powyższym przykładzie napój gazowany po otwarciu rozgrzałby się z 27F do 30F. Domyślam się, że napój gazowany, który zamarza po otwarciu, będzie nieco cieplejszy, ale napój, który nie zamarza po otwarciu, będzie nieco chłodniejszy – tak delikatnie, że wątpię, czybym mógł go zmierzyć.

Komentarze

• Zero w skali Fahrenheita to mieszanina lodu, wody i chlorku amonu w stosunku 1: 1: 1, a nie woda morska.

to bardzo proste. gdy gaz traci ciśnienie, ochładza się. kiedy górna część jest zdjęta z napoju gazowanego, uwalnia się gaz, który rozszerza się chłodząc płyn na tyle, aby zamarznąć. przez jakiś czas otwórz zawór butli do nurkowania. wychodzące powietrze będzie zimne, rozszerza się. ten sam zbiornik bardzo się nagrzewa podczas napełniania. dlatego są umieszczane w zbiornikach na wodę podczas napełniania.

Dzieje się tak z powodu idealnego prawa gazu, PV = nRT. Soda jest w równowadze w zamkniętej butelce lub puszce. Ale kiedy je otwierasz, równowaga zostaje zachwiana. Ciśnienie spada, więc temperatura również spada.