Isso não é “uma duplicata de” Por que meu refrigerante líquido congelou depois de retirá-lo do geladeira? “. Minha pergunta é por que o refrigerante congelou depois de aberto. Abrir uma lata ou garrafa parece ter um efeito maior do que apenas empurrá-la.
É por causa da perturbação observada em a pergunta anterior? Está relacionada à diminuição da pressão? É por causa da liberação de algum CO2 quando foi aberta?
Resposta
Não é um distúrbio, o líquido não é super-resfriado neste caso. No entanto, está bem a cerca de 0 graus.
Não é a queda de pressão direta, porque você pode dê uma estimativa do limite superior de quanto resfriamento a queda de pressão faz diretamente com base na observação de que a pressão não é mais do que algumas atmosferas. Isso significa que o espaço do gás na garrafa é multiplicado por um fator de, digamos 10 (que “é muito grande) e (kT vezes) o ganho de entropia por átomo é
$ kT \ Delt a S = kT log (10) $
e kT é 1/30 eV, então você obtém no máximo 1/10 eV por átomo de gás. A densidade do gás na parte superior é 1/300 da densidade da água, e o resfriamento total máximo decorrente da expansão desse gás é insignificante por átomo de líquido. Não há resfriamento e aquecimento significativos na compressão de um líquido, uma vez que essencialmente nenhum trabalho é feito no processo, então a queda de pressão não faz nada ao líquido.
Mas a queda de pressão torna o refrigerante supersaturado em relação a seu CO 2 dissolvido, e este CO 2 é liberado do estado líquido para o estado gasoso, e isso é um grande ganho de entropia. Ao liberar o CO 2 dissolvido em bolhas, cada átomo de CO 2 obtém um aumento de 300 vezes do volume disponível para vagar, e isso pode resfriar o líquido
$ kT log (300) \ approx {1 \ over 4} eV $
Então você obtém $ .25 eV $ por molécula CO 2 liberada, que é comparável à energia de ligação de uma molécula de água. Assim, cada CO 2 liberado com gás congela a ordem 1 H 2 O, e isso congela uma rede de filamentos de água ao redor das bolhas liberadas com gás, formando uma lama.
Comentários
- " Não há resfriamento e aquecimento significativos na compressão de um líquido, uma vez que essencialmente nenhum trabalho é feito no processo " Eu não ' não entendo essa parte – certamente é um trabalho significativo para comprimir um líquido?
- Parte de a definição de um líquido é que ele é (para todos os efeitos) incompressível. Como resultado, você pode aplicar ou liberar pressão em um líquido e não o afetará, portanto, nenhum trabalho será realizado.
Resposta
Farenheit calibrou seu termômetro para ter 0 graus como o ponto de congelamento da água salgada. A água doce congela a 32F. Água com material dissolvido congela a uma temperatura mais baixa do que água com menos material dissolvido.
Outra hipótese para o refrigerante congelar após a abertura é que, quando você o abre, algum CO2 liberta e menos CO2 é dissolvido em a água. Isso aumentará a temperatura na qual o refrigerante congela.
É possível que o refrigerante tenha sido resfriado a 27F e que o ponto de congelamento do refrigerante com muito CO2 seja 25F, então ele permanece líquido. Quando você o abre, CO2 suficiente escapa para mudar o ponto de congelamento para 30F e parte do refrigerante congela.
Um teste seria para ver se o refrigerante fica mais frio ou mais quente quando é aberto. No exemplo acima, o refrigerante esquentaria de 27F a 30F quando aberto. Meu palpite é que um refrigerante que congela quando aberto fica um pouco mais quente, mas que um refrigerante que não congela quando aberto fica um pouco mais frio – tão ligeiramente que duvido que possa medir.
Comentários
- O zero da escala Fahrenheit é uma mistura de gelo, água e cloreto de amônio em uma proporção de 1: 1: 1, não água do mar.
Resposta
isso é muito simples. quando um gás perde pressão, ele esfria. quando a tampa é removida de uma bebida carbonatada, o gás é liberado, o que se expande, resfriando o líquido o suficiente para congelar. algum tempo abra a válvula de um tanque de mergulho. o ar que sai será frio, está se expandindo. o mesmo tanque ficará muito quente ao ser enchido. é por isso que eles são colocados em tanques de água durante o enchimento.
Resposta
É devido à Lei do Gás Ideal, PV = nRT. O refrigerante está em equilíbrio dentro da garrafa ou lata lacrada. Mas quando você o abre, esse equilíbrio é perturbado. A pressão diminui, então a temperatura também diminui.