Pe Pămînt, la temperatura camerei, dacă pui o cană de apă într-un vas închis ermetic și apoi videzi vasul cu o pompă de vid, apa începe să fiarbă, chiar violent. În timpul fierberii transformarea unei părți de lichid în gaz înseamnă că lichidul care rămîne se răcește.
În spațiu, corpurile își schimbă temperatura prin radiație termică, pînă la starea de echilibru radiativ cu ce e în jur: corpul emite radiație termică și absoarbe radiația sosită, oprindu-se la temperatura unde cele două fenomene sînt la fel de intense. Departe de orice stea, echilibrul radiativ se atinge pe la 3 K. Dacă experimentul se face în Sistemul Solar la aceeași distanță de Soare unde se află Pămîntul, temperatura de echilibru este de circa -18°C.
Deci ne aflăm în dilema: se va evapora apa din cauza vidului sau va îngheța din cauza frigului?
Vidul va face ca apa să înceapă să fiarbă, adică din apa lichidă puțin cîte puțin vor ieși vapori care se vor răspîndi în spațiu. În timp ce fierbe apa, temperatura ei va scădea tot puțin cîte puțin, atît prin radiație cît și prin pierderea căldurii latente de evaporare. Acum, în funcție de temperatura echilibrului radiativ, fie va continua fierberea și toată apa se va evapora, fie apa rămasă va îngheța. În orice caz, la presiunea foarte mică din spațiu apa nu poate rămîne lichidă, ci ori îngheață, ori se evaporă. Apoi apa mai poate trece numai din gaz în solid sau invers. Cea mai mică presiune la care apa poate redeveni lichidă este 0,006 atmosfere, adică mult mai mult de cît vidul foarte înaintat din spațiu.
Nu reușesc să găsesc o diagramă de fază a apei la presiuni foarte mici, deci nu pot să dau nimic numeric. Știm însă că multe comete sînt compuse și din gheață. Atunci cînd aceste comete se apropie de Soare, o parte din gheață sublimează (se transformă direct în vapori). Deci este de presupus că departe de Soare apa noastră din cană ar îngheța, iar în apropiere de Soare s-ar evapora. Pentru a găsi limita dintre cele două zone e nevoie de date numerice.
Dar vaporii de apă nu zboară la infinit prin spațiu. Radiațiile ultraviolete sparg molecula de apă în H și OH. Atomii de hidrogen se găsesc rapid unul pe altul și formează molecule H2 stabile. Radicalii hidroxil sub formă de gaz sînt ceva mai stabili și îi putem detecta spectroscopic; ei se află în echilibru chimic cu moleculele de H2O2 (apă oxigenată, în stare solidă) și alte specii.
Din fosta secțiune Q&A
