Acesta nu este un duplicat la „ De ce mi-a înghețat soda lichidă după ce am scos-o din frigider? „. Întrebarea mea este de ce s-a înghețat sifonul după ce a fost deschis. Deschiderea unei cutii sau a unei sticle pare să aibă un efect mai mare decât simpla împingere a acesteia.
Este din cauza tulburărilor observate în întrebarea anterioară? Este legată de scăderea presiunii? Este din cauza eliberării de CO2 când a fost deschis?
Răspuns
Nu este o perturbare, lichidul nu este prea răcit în acest caz. Totuși, este corect la 0 grade.
Nu este scăderea de presiune direct, deoarece puteți dați o estimare la limita superioară a cantității de răcire directă a scăderii de presiune pe baza observației că presiunea nu depășește câteva atmosfere. Asta înseamnă că spațiul în care gazul din sticlă se înmulțește cu un factor de, să zicem 10 (că „este prea mare) și (de kT ori) câștigul de entropie per atom este
$ kT \ Delt a S = kT log (10) $
și kT este 1/30 eV, deci obțineți cel mai bine 1/10 eV per atom de gaz. Densitatea gazului de deasupra este 1/300 densitatea apei, iar răcirea totală maximă din expansiunea gazului respectiv este neglijabilă pe atom de lichid. Nu există răcire și încălzire semnificativă în comprimarea unui lichid, deoarece în esență nu se lucrează în acest proces, deci scăderea de presiune nu face nimic lichidului.
Dar scăderea de presiune face ca soda să fie suprasaturată în raport cu CO-ul său dizolvat 2 , iar acest CO 2 depășește de la o stare lichidă la o stare de gaz și acest lucru este un câștig imens în entropie. Prin eliminarea gazului de CO dizolvat 2 în bule, fiecare atom de CO 2 obține o creștere de 300 de ori a volumului disponibil pentru a se deplasa, iar acest lucru poate răci lichidul cu
$ kT log (300) \ approx {1 \ over 4} eV $
Deci, veți obține $ .25 eV $ pe moleculă de CO 2 eliberată, care este impresionantă la energia de legare a unei molecule de apă. Așadar, fiecare CO 2 înghețat îngheață ordinea 1 H 2 O, iar acest lucru îngheață o rețea de filamente de apă în jurul bulelor degazate, făcând o slush.
Comentarii
- " Nu există răcire și încălzire semnificative în comprimarea unui lichid, deoarece în esență nu se lucrează în acest proces " Nu ' nu înțeleg acest bit – cu siguranță este nevoie de o muncă semnificativă pentru a comprima un lichid?
- O parte din definiția unui lichid este că este (din toate punctele de vedere) incompresibil. Ca rezultat, puteți aplica sau elibera presiune asupra unui lichid și nu îl veți afecta, așa că nu se face nicio lucrare.
Răspuns
Farenheit și-a calibrat termometrul pentru a avea 0 grade punctul de îngheț al apei sărate. Apa proaspătă îngheață la 32F. Apa cu substanțe dizolvate în ea îngheață la o temperatură mai scăzută decât apa cu mai puține substanțe dizolvate în ea.
O altă ipoteză a motivului pentru care soda îngheață după deschidere este că atunci când o deschideți, se elimină mai puțini CO2 și mai puțin CO2 apa. Acest lucru va crește temperatura la care îngheață soda.
Este posibil ca soda să fie răcită la 27F și punctul de îngheț al sifonului cu mult CO2 este de 25F, astfel încât să rămână lichid. Când îl deschideți, scapă suficient CO2 pentru a schimba punctul de îngheț la 30F și o parte din soda se îngheață.
Un test ar fi pentru a vedea dacă soda devine mai rece sau mai caldă atunci când este deschisă. În exemplul de mai sus, sifonul s-ar încălzi de la 27F la 30F când este deschis. Bănuiesc că un sifon care îngheață la deschidere va deveni puțin mai cald, dar că o sifon care nu îngheață la deschidere va deveni puțin mai răcoros – atât de ușor încât mă îndoiesc că aș putea să-l măsoare.
Comentarii
- Zeroul scării Fahrenheit este un amestec de gheață, apă și clorură de amoniu într-un raport 1: 1: 1, nu apă de mare.
Răspuns
acest lucru este foarte simplu. când un gaz își pierde presiunea se răcește. atunci când partea superioară este îndepărtată dintr-o băutură carbogazoasă se eliberează gaz care se extinde răcind lichidul suficient pentru a îngheța. ceva timp deschide supapa unui rezervor de scuba. aerul care iese va fi rece, se extinde. același rezervor se va încălzi foarte mult în timp ce este umplut. de aceea sunt plasate în rezervoare de apă în timpul umplerii.
Răspuns
Se datorează Legii gazelor ideale, PV = nRT. Soda este în echilibru în interiorul sticlei sau al dozei sigilate. Dar când îl deschizi, acel echilibru este deranjat. Presiunea este scăzută, deci și temperatura va scădea.