Wasser im Weltall

Wissenschaft Physik
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Diese Frage passt in verschiedene Bretter. Wir stehen vor der eher hypothtischen Frage, was passiert mit Wasser, das (von einem Raumschiff aus) in das freie, entlegene, All entlassen wird?
Theorie 1.) Da dort draussen Temperaturen von -273 Grad herrschen, gefriert es sofort… drum gibt es auch Kometen.
Theorie 2.) Bei Wasser sinkt mit abnehmendem Umgebungsdruck der Siedepunkt. Da dort ein Druck von Null bar herrscht, könnte es umgehend „verdampfen“
Theorie 3.) Beides trifft zu. Wasser verdampft sofort und die molekularen Dampfteilchen gefrieren.

Hmmmm? Wer weiss bescheid? Kennt wer Prof. Lesch? *ggg*
Sopheus

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… was passiert mit Wasser, das (von
einem Raumschiff aus) in das freie, entlegene, All entlassen
wird?

Zuerst mal siedet es sofort, denn der Siedepunkt hängt von Druck ab.
Aber auch das Sieden ist nicht so einfach - ähnlich wie die Kondensation Keime braucht, braucht auch das Verdampfen kleinste Keime (s. Siedeverzug).
Durch die Verdunstung verliert das Wasser auch schnell Energie und gefriert. Wie groß die Tropfchen - viel mehr Kristalle - nach all diesem sind, kann ich schwer schätzen, wurd’ mal auf ein Pulver ähnlich Mehl tippen.

Theorie 1.) Da dort draussen Temperaturen von -273 Grad
herrschen, gefriert es sofort… drum gibt es auch Kometen.

Das Weltall - fern der Sonne - hat die Temperatur der kosmischen Hintergrundstrahlung, also ca. 2,7 K ~ -270°C - ist zwar egal, aber wir wollen doch korrekt sein und keine Angriffsflächen bieten.

Theorie 2.) Bei Wasser sinkt mit abnehmendem Umgebungsdruck
der Siedepunkt. Da dort ein Druck von Null bar herrscht,
könnte es umgehend „verdampfen“

Auch das, und nicht nur das, der im Innern entstehende Dampf zerreißt auch das Wasser.

Theorie 3.) Beides trifft zu. Wasser verdampft sofort und die
molekularen Dampfteilchen gefrieren.

Beides ja, aber noch mehr - bzw. anders:

Ein Teil verdampft - und die Moleküle sind wohl endgültig weg (schau dir mal die Geschwindigkeiten von Mokekülen an - grob Schallgeschwindigkeit).

Die Tropfen gefrieren, mutmaßlich zu feinem Staub.

Wobei „die molekularen Dampfteilchen gefrieren“ so nicht richtig ist. Sie können zusammentreffen und aneinander haften, das wird aber nicht gefrieren genannt.

Die Moleküle sind also weg, und die Kristalle werden - wenn du nicht ein mittelgroßes Meer ablässt - auch auseinanderfliegen, auf Nimmerwiedersehn.

Hmmmm? Wer weiass bescheid? Kennt wer Prof. Lesch? *ggg*

Wer kennt ihn nicht, und bevor er mit seinem Misssionar rumrannte - ist halt der Bairische Rundfunk - fand ich ihn auch gut.

Gruß, Zoelomat

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Hallo,

Theorie 1.) Da dort draussen Temperaturen von -273 Grad
herrschen, gefriert es sofort… drum gibt es auch Kometen.

„sofort“ gefriert im Weltall gar nichts. Das das Weltall mit einem nahezu idealen Vakuum „gefüllt“ ist, ist jede Wärmequelle zunächst mal sehr gut isoliert. Wärmeverluste beruhen daher fast ausschließlich auf Wärmestrahlung. Es würde also viele Tage dauern, bis eine 1-Liter-Kugel gefroren ist.
Das Wasser würde wohl zerstäuben, da es zu sieden beginnt. Sollten doch Teile gefrieren, werden sie mindestens teilweise sublimieren.

Einzelne Moleküle können nicht gefrieren. Der feste Zustand ist ein Zustand von Molekül- bzw Atomansammlungen.

Gruß, Niels

4

„sofort“ gefriert im Weltall gar nichts. Das das Weltall mit
einem nahezu idealen Vakuum „gefüllt“ ist, ist jede
Wärmequelle zunächst mal sehr gut isoliert.

Soweit erst mal nicht falsch

Wärmeverluste
beruhen daher fast ausschließlich auf Wärmestrahlung. Es würde
also viele Tage dauern, bis eine 1-Liter-Kugel gefroren ist.

Da vergisst du m.E. die Verdunstungswärme, und auch die Tatsache, dass Wasser ein guter IR-Strahler ist.

Das Wasser würde wohl zerstäuben, da es zu sieden beginnt.
Sollten doch Teile gefrieren, werden sie mindestens teilweise
sublimieren.

Einzelne Moleküle können nicht gefrieren. Der feste Zustand
ist ein Zustand von Molekül- bzw Atomansammlungen.

da bin ich wieder daccor :wink:

5

Da vergisst du m.E. die Verdunstungswärme,

wenn ich so sehe, wie meine Eiswürfel zu Hause gefrieren (von außen nach innen) schätze ich, dass nicht allzu große Wärmemengen über Verdunstung abgegeben werden.

und auch die
Tatsache, dass Wasser ein guter IR-Strahler ist.

das musst Du näher erklären.

Gruß, Niels

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Da vergisst du m.E. die Verdunstungswärme,

wenn ich so sehe, wie meine Eiswürfel zu Hause gefrieren (von
außen nach innen) schätze ich, dass nicht allzu große
Wärmemengen über Verdunstung abgegeben werden.

Bei dir zuhause dürfte auch kein Vakuum herrschen. Bei normalem Luftdruck verdunstet Wasser zwar auch um und unter 0°C, aber eher langsam. Im Vakuum ist die Verdunstung stärker - um wie viel genau kann ich auch nicht sagen.

Und dass 1 Liter Wasser im Vakuum keine Kugel bildet, sondern vom Dampfdruck zerlegt wird - da waren wir uns wohl einig.

und auch die
Tatsache, dass Wasser ein guter IR-Strahler ist.

das musst Du näher erklären.

Die Wärmeabgabe durch Strahlung ist kein exotischer Sonderfall. Ich hab mal gelesen, dass der Mensch 70% der Wärme durch Strahlung verliert, den Rest durch Leitung. Ist vielleicht etwas übertrieben, aber nicht völlig aus der Luft gegriffen.

Warme Körper strahlen Wärmestrahlung ab, das sogenannte Infrarot. Wenn du eine Herdplatte auf Max. stellst, merkst du diese Strahlung, bevor du etwas siehst (Rot), daher Infrarot.

Nun sind aber Stoffe für unterschiedliche Strahlungsarten (Wellenlängen) unterschiedlich empfänglich. Die Hauptbestandteile der Luft - N und O - absorbieren IR-Strahlung kaum und geben sie daher auch kaum ab. Wasser hingegen ist als Dampf das wichtigste Treibhausgas - es absorbiert IR-Strahlung und gibt diese daher auch ab.

Dieses Verhalten habe ich für das flüssige Wasser übernommen, ohne großartige Recherchen. Wenn du dagegen Argumente hast, lass sie mich wissen.