Итак, я предварю это, сказав, что это не какое-то злое домашнее задание, это произошло из-за каких-то пустых разговоров о колонизации Луны парой инженеров-программистов, когда мы поняли, что понятия не имеем, как будет выглядеть математика для этого.
Я уверен, что все мы видели физическую демонстрацию кипения воды при комнатной температуре почти в вакууме. Насколько я понимаю, чем выше давление, тем выше температура кипения, и наоборот, т. е. чем ниже давление, тем ниже температура кипения.
Я также понимаю, что кипение – это процесс перехода жидкости в газообразное состояние. Само собой разумеется, что по мере того, как жидкость становится газом, в замкнутой системе водяной пар фактически вносит свой вклад в температуру окружающей среды, где в конечном итоге будет достигнуто равновесие для любой заданной температуры и давления между водой в жидком и газообразном состояниях ... но я Я не уверен в факторах, способствующих этому.
Например, предположим, что у нас есть герметичная камера под поверхностью Луны, где гравитация составляет 1/6 земной гравитации. Не уверен, что здесь важен объем/форма, но допустим, камера представляет собой сферу объемом 1 000 000 литров, на четверть заполненную чистой жидкой водой (250 000 литров жидкой воды) и ничем другим, т. е. никакого газа.
Я читал, что поверхность Луны колеблется от -173°С до 100°С в зависимости от того, сколько солнечной энергии она поглощает, что (теоретически) должно составлять в среднем около -35°С, поэтому, если мы скажем, что камера и существующая вода в камере поддерживает относительно постоянную температуру -35 ° C, мне интересно, как выяснить, каково будет выравнивание результирующего давления на поверхности воды.
Как я могу рассчитать давление газа воды на поверхности воды в 1/6 силы тяжести, когда равновесие было достигнуто? Сколько воды из исходной жидкости 250KL превращается в газ?
Следствием этого будет то, насколько горячей должна быть вода, чтобы доставить нас до давления водяного пара на уровне моря на Земле... или, по крайней мере, до точки, при которой человеческие тела не взрываются (я знаю, что они не взрываются). реально взорвать)
Как это можно рассчитать?
Равновесное давление паров льда при -35°С составляет около 20 Па, что составляет около 0,0002 атм. Почти вся вода превратилась бы в лед, за исключением пара в головном пространстве. Радиус сферы был бы около 6,2 метра, и этого было бы недостаточно, чтобы допустить значительный гидростатический напор, особенно при 1/6 g. Давление на поверхности льда будет около 0,0002 атм.
Любопытный