Pytanie:
Jak zachowywałaby się ogromna mieszanina (jak ocean) amoniaku i wody w warunkach parowania i zamarzania?
n_bandit
2019-07-16 21:39:21 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Najpierw powiem, że nie jestem zorientowany w chemii. Moje pytanie wynika z moich zainteresowań naukami planetarnymi, a konkretnie spekulacji, że prawdopodobnie istnieją egzoplanety i księżyce z powierzchniowymi oceanami wodno-amoniakalnymi. Jednak nie mogę znaleźć wielu twardych informacji na temat tego, jak rozległa masa (tj. Ocean) wody-amoniaku zachowywałaby się inaczej niż sama woda.

Krótko mówiąc, moje pytanie brzmi: jak woda-amoniak może ocean różni się od oceanu „czystej” wody pod względem:

  • Tworzenie się lodu
  • Parowanie
  • Zmiany w wodzie / stosunek amoniaku oparty na dwóch powyższych czynnikach (tworzenie się lodu i parowanie).

Wydaje mi się, że jest to w dużej mierze kwestia chemiczna. Jeśli się mylę, daj mi znać, w której wymianie stosów powinienem wysłać wiadomość. :)

Parametry:

  • 5% - 40% amoniaku.
  • Zakres temperatur: -80 ° C do 15 ° C
  • Ciśnienie atmosferyczne: 0,5 bar do 30 bar.

Więcej informacji:

I ' Słyszeliśmy, że temperatura zamarzania i wrzenia zmieszanej cieczy będzie istnieć w pewnym kontinuum między temperaturą zamarzania i wrzenia jej cieczy składowych (amoniaku i wody), zmieniając się w zależności od dokładnego stosunku mieszania i oczywiście ciśnienia. Czy to jest poprawne?

To, co chciałbym najbardziej zawinąć w głowę, to to, czy mieszanina wody i amoniaku zachowywałaby się jak jedna jednolita ciecz, zamrażając i parując z szybkością określoną przez średnią temperaturę krzepnięcia / wrzenia mieszanki lub czy cząsteczki amoniaku zaczną parować, zanim cząsteczki wody, a cząsteczki wody zaczną formować lód przed cząsteczkami amoniaku.

Jeśli późniejsze zachowanie jest poprawne, mógłbym wyobrazić sobie ocean wody-amoniaku różni się znacznie w stosunku wody do amoniaku od bieguna do równika dzięki większemu ciepłu w pobliżu równika i parowaniu cząsteczek amoniaku.

Dzięki!

Oceany wodne / amoniakalne są zwykle podziemne.
Znajdują się na księżycach Galileusza, ale nie ma powodu, dla którego wody / amoniak na powierzchni oceanów nie mogą istnieć.W rzeczywistości przewiduje się, że będą istnieć, prawdopodobnie w pewnej ilości.
Stężenia z pewnością będą się znacznie różnić w strefach klimatycznych.
https://astronomy.stackexchange.com/questions/32676/how-would-water-ammonia-oceans-behave
https://en.wikipedia.org/wiki/Uranus#Internal_structure BTW Nie mogę powiedzieć, że z tym też jestem w porządku.
Jeden odpowiedź:
Karsten Theis
2019-07-18 07:10:12 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Zamrażanie”

Słyszałem, że punkty zamarzania i wrzenia zmieszanej cieczy będą istnieć w pewnym kontinuum między temperaturą zamarzania i wrzenia jej cieczy składowych (amoniak i woda), zmieniające się w zależności od dokładnego stosunku mieszanki i oczywiście ciśnienia. Czy to prawda?

W przypadku punktów zamarzania jest to nieprawidłowe. Czysta woda zamarza przy 273 K, a czysty NaCl (sól kuchenna) "zamarza" przy 1074 K. Jednakże, jeśli rozpuszczę NaCl w wodzie, temperatura zamarzania wody zostanie obniżona. W twoim scenariuszu woda / amoniak woda zamarznie jak czysta woda, ale punkt zamarzania będzie niższy. Tworzenie się lodu zwiększyłoby stężenie amoniaku w roztworze.

Odparowanie

Woda i amoniak mieszają się w stanie ciekłym i wszystko miesza się w stanie gazowym. Odparowanie (i kondensacja) zależy od stosunku składników w stanie ciekłym, ciśnienia cząstkowego składników w stanie gazowym (lub stosunku składników do ciśnienia całkowitego) oraz temperatury. W stanie równowagi przy temperaturach ziemskich w atmosferze byłoby więcej amoniaku niż wody (temperatura wrzenia amoniaku jest znacznie niższa niż wody, więc prężność pary amoniaku jest wyższa niż wody). Nagły spadek temperatury spowodowałby deszcz amoniaku zmieszany z odrobiną wody. Zatem kondensacja i opady zwiększyłyby stężenie amoniaku w stanie ciekłym, a słoneczny dzień obniżyłby je.

Jeśli późniejsze zachowanie jest poprawne, mógłbym sobie wyobrazić ocean wody i amoniaku różniący się znacznie w stosunku wody do amoniaku od bieguna do równika dzięki większemu ciepłu w pobliżu równika i parowaniu cząsteczek amoniaku.

Robisz tutaj wiele założeń: egzoplaneta obraca się dość szybko wokół własnej osi, że jej oś jest mniej więcej prostopadła do gwiazdy i że gwiazda jest wystarczająco blisko, aby ogrzać planetę.

Najbardziej chciałbym owinąć głowę wokół tego, czy mieszanina wody i amoniaku zachowywałaby się jak jedna jednolita ciecz, zamrażając i parując z szybkością określoną przez średnią temperaturę krzepnięcia / wrzenia mieszanki, czy też Cząsteczki amoniaku zaczęłyby parować, zanim cząsteczki wody, a cząsteczki wody zaczęłyby tworzyć lód przed cząsteczkami amoniaku.

Nie, zrobiliby inaczej. Czysta woda pod ziemskim ciśnieniem atmosferycznym zamarza w temperaturze 0 $ ^ \ circ $ C, podczas gdy amoniak już wrze w -33 $ ^ \ Circ $ C. Zmieszanie ich obniży punkt zamarzania wody i podniesie temperaturę wrzenia amoniaku, więc nie ma temperatury, w której można by je oddzielić, zamrożenie całej wody i wygotowanie amoniaku. Z drugiej strony nie zamrażają ani nie gotują się w krokach. Jeśli obniżysz temperaturę, woda utworzy lód, a stężenie amoniaku w cieczy wzrośnie. Jeśli podniesiesz temperaturę, więcej amoniaku niż wody zamieni się w gaz (paruje lub wrzenia), więc stężenie amoniaku w cieczy spadnie.

Dziękuję za odpowiedź.Twoja pierwsza osoba, która szczegółowo omówi, jak myślisz, zachowanie będzie.Doceniam to!Czy mogę zapytać, skąd czerpiesz niektóre z tych informacji?Czy jest to synteza informacji, o których już wiesz, czy odnosisz się do czegoś?Jeśli masz odniesienie, chciałbym go zobaczyć, abym mógł go sam przestudiować.Nie próbuję kwestionować swoich punktów, tylko mam nadzieję, że dowiem się więcej z głównych źródeł.I tak, robiłem kilka założeń dotyczących planety, ale założeń, które służą mojemu celowi.
- Och, widzę, że uczysz biochemii.Świetny!Czy byłoby w porządku, gdybym zadał ci kilka dodatkowych pytań?Naprawdę próbuję zrozumieć, jak działają te miksy i jak wspomniałem nie jestem zbyt zorientowany w chemii.
@n_bandit Jasne.Jeśli pytania są istotne, po prostu zadaj nowe pytanie odnoszące się do obecnego.Jeśli są krótkie i odnoszą się bezpośrednio do mojej odpowiedzi, poproś ich w komentarzach tutaj, a ja lub ktoś inny spróbujemy odpowiedzieć.(I włączę to do odpowiedzi, jeśli ma to sens).
Czy ktoś może mi powiedzieć, dlaczego moje pytanie jest „zbyt szerokie”, a więc zawieszone?Jak zaleciłbyś przeformułowanie go bez osłabiania istoty zapytania?
@n_bandit RE:references: Przejścia fazowe, obniżenie temperatury zamarzania i podniesienie temperatury wrzenia to pojęcia, które napotykasz w chemii fizycznej lub chemii ogólnej.Gdy znasz już pojęcia, możesz wyszukać konkretne dane (temperatura wrzenia itp.) W podręcznikach, literaturze lub internetowych bazach danych.
@n_bandit Dotyczy „zbyt szerokiego”.Możesz skomentować poniżej pytanie i poprosić o wyjaśnienie (za pomocą mechanizmu ze znakiem „at”). Dwa najbardziej krytyczne parametry, których nie podałeś, to temperatura i ciśnienie, a może przyspieszenie grawitacyjne (im mniejsza planeta lub księżyc,trudniej utrzymać lekkie cząsteczki).
Dodałem kilka ograniczeń.Mam nadzieję, że to pomoże!
@n_bandit Czy mówisz, że temperatura na powierzchni zmienia się codziennie lub sezonowo w tym zakresie, czy też chcesz mieć różne planety z ustawioną temperaturą?Wydaje mi się, że ciśnienie byłoby dla różnych planet, chociaż gdyby wszystkie składniki w atmosferze były bliskie temperatury wrzenia (nie tak jak u nas, gdzie główne składniki N2 i O2 są zawsze w fazie gazowej), mogłoby się bardzo różnić.Czy są też efekty, na które liczysz (na przykład źródła czystej wody lub coś w tym rodzaju)?
@n_bandit Dodałem trochę do mojej odpowiedzi, aby konkretnie odpowiedzieć na jedno z twoich pytań.Jeśli chcesz ponownie otworzyć pytanie, prawdopodobnie zapytasz o parametry, w których zachodzą określone efekty, lub trzymasz się jednego scenariusza (tj. Tak dokładnie, jak można opisać ziemski ocean i atmosferę), a następnie zadajesz pytania.Alternatywnie możesz przejść do zadania nowego pytania, odwołując się do tego.Pamiętaj, że to musiałoby być zupełnie inne pytanie.


To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 4.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...