Может ли тяжелая экзопланета сжать воду, чтобы она стала жидкой и нагрелась на 4 градуса?

Допустим, есть экзопланета, вращающаяся вокруг своей звезды далеко за пределами ее обитаемой зоны. Предположим далее, что на ней много воды, возможно, сравнимой с землей, когда речь идет об объемном отношении воды к остальной части планеты.

Сейчас вода в самом плотном состоянии имеет температуру 4° по Цельсию. Мой вопрос: может ли вес экзопланеты заставить воду перейти в жидкое состояние, сжав ее до температуры самой низкой плотности?

Моя интуиция говорила бы «нет», потому что, в конце концов, температура — это не что иное, как молекулярное движение, а любое ускоренное движение должно снижать общую энергию системы, что кажется абсурдным.

Также это, по-видимому, является объяснением так называемого «парадокса слабого молодого солнца», хорошо известного в геологии.

Если ответ отличается от этого, я был бы рад прочитать объяснение того, как мои рассуждения были ошибочными.

Это также может хорошо подойти для Physics SE.
Я думаю, что это в лучшем случае можно интерпретировать здесь или в Physics SE или Chemistry SE. Лично я не понимаю, о чем спрашивают, и различные линии рассуждений. Тем не менее, приведенный ниже ответ, безусловно, в порядке, поскольку ответом на любой вопрос должна быть фазовая диаграмма воды.
@Alchimista: Возможно, вы могли бы пояснить, что вы не понимаете.
В закрытом голосовании нет необходимости , поскольку ОП предоставил достаточно подробностей, чтобы ответить на вопрос.
Я не голосовал за закрытие (не могу и не ставил своей целью). Просто попросил разъяснений, если можно.
@AlgebraicsAnonymousc вода в самой плотной это...". Это зависит от P. "каждый вид ..." совершенно неясен. Название уже менее чем ясно. Тем не менее, я сказал, что после очистки ответ будет конечно, в фазовой диаграмме воды.Кроме того, P будет зависеть не только от массы и размера планеты, но и от восьми водяных столбов (хотя вы упоминаете воду, сравнимую с тем, что здесь, на Земле).

Ответы (1)

Едва ли. Может быть. Вероятно. Это зависит.

Жидкая вода при атмосферном давлении имеет наибольшую плотность при 4°C, но это зависит от давления и температуры.

Фаза вещества (твердая, жидкая, газообразная, критическая) зависит как от давления, так и от температуры, как и плотность, зависящая от обоих, линейно внутри одной фазы, прерывистая на границах фаз. Фазовая диаграмма воды , описывающая фазы, которые вы найдете для любой комбинации температуры и давления, удивительно сложна для воды и, следовательно, является одной из наименее хорошо установленных.

Возможно, на ваш вопрос уже можно ответить четким «да», если вы считаете подземный океан приемлемым ответом. Внутренняя часть Энцелада несколько нагревается из-за приливного взаимодействия с Сатурном. Из наблюдений Кассини мы знаем, что под ледяным щитом толщиной около 30 км на спутнике Сатурна Энцеладе находится океан жидкой соленой воды — источник активности гейзеров на этом спутнике.

Благодарю за разъяснение. Конечно, подповерхностные океаны для меня приемлемы, но, как вы сами написали, недра Энцелада могут быть жидкими из-за приливного взаимодействия, а не давления. Играет ли здесь хоть малейшую роль давление? Я не знаю.
Кроме того, фазовая диаграмма, по-видимому, запрещает жидкую воду при температурах ниже -30° по Цельсию даже при очень высоких давлениях. Так что экзопланета могла находиться лишь немного за пределами обитаемой зоны. Теперь возникает вопрос: какая масса необходима для создания давления в 10 ^ 8 Па?
Судя по arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1005/1005.2440.pdf такое давление может быть на дне океана глубиной 10 км. Поэтому считаю вопрос решенным. Спасибо Вам большое!
Нет, постойте, разве сама температура не может зависеть от давления?
Иногда. Это зависит от того, какие (если вообще есть) теплофизические процессы играют роль. en.wikipedia.org/wiki/Equation_of_state Но не так, как вы здесь намекаете. Давление само по себе никогда не вызывает изменения температуры. Вы можете изменить температуру за счет изменения давления, например, в адиабатическом процессе в газах, что означает, что объем также изменяется.
Я только что нашел это: pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30923121
Примечание: они находят эту жидкость под высоким давлением, нагревая изобарический , таким образом, при постоянном давлении они нагревают свой лед под высоким давлением. ИМХО, это подтверждает, что предстоит еще много открытий с водой, ее фазовой диаграммой и ее свойствами.
Может ли тяжелая экзопланета сжать воду, чтобы она стала жидкой и нагрелась на 4 градуса?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v