03.08 在月球上倒一桶水會怎麼樣?

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首先,我們需要了解的是水的三相點

我們知道,在一個標準大氣壓下(101350Pa),水的沸點是100℃、凝固點是0℃。

而當氣壓為610.5Pa時,水就只有兩種狀態,在0.01℃以上是氣態(水蒸氣)、在0.01℃以下是固態(冰)。

如果氣壓再低呢?從圖中我們可以看到,肯定也只有冰和水蒸氣這兩種狀態,但是這兩種狀態相互轉化時的溫度可就更低了。

其次,我們瞭解一下月球表面的氣候特點

月球表面幾乎沒有大氣層,也就沒有什麼氣壓,月球表面物質的熱容量和導熱率又很低,導致月球表面晝夜的溫差很大,白天,月球表面在陽光垂直照射的地方溫度可高達127℃,到了夜晚,其表面溫度又可降低到 -183℃。

所以說水在月球表面只可能以兩種物態存在:氣態(水蒸氣)和固態(冰),或許就不會有固態,而只能以水蒸氣的形式存在。

最後,在月球表面倒水會怎麼樣?

1、如果月球表面氣壓恰巧使冰和水蒸氣這兩種狀態相互轉化時的溫度在 -183℃~127℃之間,假設為A℃,如果我們在月球表面溫度為A℃以上的區域倒水的話,這些水會瞬間成為水蒸氣,而月球的引力很小,不能將這些水蒸氣吸附,所以這些水蒸氣會迅速逃到太空中。

如果在月球表面溫度為A℃以下的區域倒水的話,倒出來的只可能是冰塊,這些冰塊掉落在月球表面,或許等不了27.32天,等月球自轉到倒水的地點快要被太陽光照射的時候,或者說溫度上升到A℃的時候,這個冰塊又會變成水蒸氣而逃到太空去了。

2、如果月球表面的氣壓小到使冰變成水蒸氣的溫度低於-183℃,那麼,我們在月球倒水就只有一種可能的結果了,那就是瞬間變成水蒸氣而消失。

所以說,大氣層對於我們人類能在地球上生活起到了至關重要的作用,你能想象一下沒有大氣層後,地球與月球有什麼區別嗎?


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月球是距離地球最近的星球,卻和地球環境有天壤之別。如果在地球上撒一盆水,水還是原來的水,到了地上便會被土壤吸收,滋養植物;如果在月球的晚上撒一桶水,由於-100℃以下的低溫,應該有兩種可能:會結冰或被月球土壤吸收。


水撒在月球上究竟會怎樣呢?

對月球有些瞭解的人就會有較專業的猜想:當月球處於夜晚時,月球上的溫度會從白天的200多度下降到-172℃,如果水在地球上這樣的溫度下瞬間就會冰凍。但月球上由於沒有大氣這個散熱的介質,水溫得不到下降,並且氣壓也低,沸點就會變成零下百多度,這一桶水就會直接沸騰了。

其實這個猜的不太實際。

經過科學家們推測:當宇航員帶上一個密封的水桶到了月球表面時,就要小心的打開桶蓋。因為開桶蓋的那一刻,水會爆炸出來,然後會看到呈現出放射狀的水蒸氣消失在月球空蕩蕩的上空。

就是說在月球上倒一桶水時,水會立刻蒸發消散,無論是白天或夜晚。


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結果會因為倒水的位置不同而出現不同的情況,大概有四種可能。

1,倒在白天月球的表面。此時月球表面在陽光垂直照射的地方溫度約高達127℃,而水在地球表面的沸點是100度。同時考慮月球上沒有大氣壓力,我們知道水的沸點是隨氣壓變化的,在地球海拔6000米高度水的沸點是80度。而月球上的大氣壓可以忽略不計,所以加上高溫的作用,一桶水會在瞬間被蒸發。由於月球引力不足以留住水蒸汽,所以它們將飄散進太空。

2,倒在黑夜的月球表面。因為月球沒有大氣,溫度消失極快,在月球的夜裡,最低溫度可降低到-170℃左右。而水的冰點為零度,所以一桶水會立刻凝結為冰。但是隨著白天來臨,這通水最終還會被蒸發飄進太空。

3,倒在月球兩極區域。月球兩極存在永遠無法接受太陽光直接照射的區域,被稱作永久陰影區,最新數據顯示,其面積在南北兩極分別達到約16055km2和12866km2,這裡溫度極低,最低溫度可以達到-250攝氏度,那麼這桶水會以冰凍形態存在。

4,倒在月球撞擊坑內。有研究人員發現,在水星的撞擊坑內太陽照不到的地方會有水冰存在,於是他們認為,在月球上的撞擊坑內也有相似的情況,據此他們判斷月球上的水會很多。如果把這桶水倒在撞擊坑裡,就會有一部分以水冰的形態留在月球上。

所以,一桶水倒在月球上也就是這種簡單的物理現象,不會有什麼複雜奇怪的事情發生。


冬哥譜科


你確定在月球上,一桶水可以撒得出來?當然,我們的農夫山泉桶裝水或者依雲桶裝水,都不能夠直接送到月球陰暗面,因為極端低溫和極端低壓,會讓桶裝水炸裂,威力不亞於一顆炮彈。你確定、一定以及肯定要這樣做?

要將水安全地釋放出來,我們需要厚重的真空加熱保溫桶,當擰開壓力閥的時候,水是噴濺出來的,如同我們打開經過劇烈搖晃的可樂瓶子一般,瞬間,四濺的水就會凝結成冰柱,會給宇航員造成不小的麻煩。

冰晶濺落到月面,黯然神傷,靜靜地等待陽光的到來,等到陽光普照,月表瞬間達到200攝氏度高溫,冰晶還沒來得及融化,便昇華了,形成離散的水分子,漂浮在月球表面,這個微小的力,還會帶動極其細微的月球塵土飛揚,由於月球引力太小,不能夠保存住水分子氣體,耗散極快,轉眼間便彌散到月球環繞軌道,形成月環,儘管這個月環極其微弱,大約需要幾十年的時間,才能夠被太陽風驅散殆盡。

一桶珍貴的水,就這樣被一個無知的傢伙給糟蹋了,要知道,運送這一桶水上月球,花費可能超過一億美元!這膽子也忒肥了,回到地面飛控中心,罰他做俯臥撐380000個!


諸葛小村姑


中國科學院院士歐陽自遠先生是嫦娥衛星之父,曾在一次演講中描述了月球的情況。

月球表面環境十分惡劣,白天零上100多度,晚上零下一百多度。
晝夜溫差達到300度。所以你要在什麼時候倒水很關鍵。白天可能直接是水蒸氣,晚上直接是冰塊到不出來。

更重要的是,月球表面上真空的。你要採用什麼容器裝水,水桶嘛?宇航服級別的水桶?壓差過大,容器直接破裂。都無法裝水,怎麼倒水?


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Who說叭叨


倒一桶水有些難度,在月球上灑杯水也會落地的,月球的引力是地球的6分之1,不過比地球上落地要慢,如果你在一個沒有引力的星球上灑水,那就會漂浮在空中月球上放一杯水會蒸發。月球上太陽輻射很強,放在月面上的一杯水會蒸發的。水蒸氣會跑到宇宙中去。水是肯定沒有的,除了地球以外的外星球,即使有也是冰形態,何況月球這種沒有大氣層的衛星。水也是有汽化熱的。。。很少一部分水分蒸發就足以把整個水溫度降至冰點以下。。。很多大型賓館中使用的溴化鋰製冷機就是類似原理,其實裡面的真空度也蠻大的,但是通常最低也就只能達到2°C左右。。。至於抗壓的問題,瓶內只要補充高壓氣體,壓差不過大約0.1MPa。。。一般的可樂瓶就能抗這個壓。。,真實情況應該是,打開瓶蓋。。。可以看到一股氣體噴出,情形會有點類似開香檳,然後瓶內的水就變成冰了。。。接著,冰會逐漸減少直到消失。。。就是乾冰昇華的樣子。。。


大風起兮偶飛揚


這個問題還挺有意思的。

往地上倒水這個動作,在地球上是很平常的操作,但是因為月球和地球環境差異巨大,所以同樣簡單的動作,結果根本就是不同的。

先說結果吧,水可能倒出來就沒了,或者結冰了。

月球和地球其中一個很大的差異點在於:因為質量小且沒有磁場的原因,月球是沒有大氣層的。

地球之所以能保持適宜的溫度,大氣層功不可沒,可以抵擋和吸收掉來自大部分輻射,讓地表不會太熱。在夜晚也能起到保溫作用,讓地面長波輻射不至於全部向外放出。

但缺少了大氣層的月球,輻射的吸收和放出都更加猛烈直接,導致了月球的晝夜溫差極大,陽光直射的地方,溫度能達到127℃。而在夜裡,氣溫會降到零下-180℃左右,晝夜溫差足足300℃!!!

而且沒有大氣層,月球上基本是真空環境,大氣壓只有1.3×10^-10千帕。

再來說水的相態。

水的三種相態應該都很熟悉,固態液態氣態,三種相態之間可以互相轉化。我們平時說的水的沸點100℃,冰點0℃,都是放在1個標準大氣壓的前提下。

但壓強變化是會影響到水的沸騰點和凝固點溫度的。

當大氣壓降低的時候,水的沸點溫度會明顯降低——高海拔的山上水沸騰明顯要比平原地區容易。水的凝固點溫度也會有變化,但變化不如沸點那麼大,總體來看是隨著壓強增大,凝固點溫度略微降低。

當大氣壓減小到一定程度的時候,水就無法以液體形式存在了。

這個大氣壓的臨界值是0.61千帕,也就是說,當大氣壓小於0.61千帕的時候,水的相態只剩兩種——固態和氣態。壓強越小,冰直接氣化為水汽的臨界溫度就越低,當大氣壓只有1Pa的時候,冰和水汽之間的轉化溫度在可能比-50℃低一些。

所以,當你在月球倒水的時候,是不可能出現這樣的畫面的:

當水暴露在月球大氣中的那一刻,如果是在溫度高達120℃的白天,那麼水會直接蒸發變為氣體;如果是在溫度低至零下180℃的夜晚,那麼水大概率會變成冰的形式存在,也是沒法倒出來的。

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不吃腸的大腸


我們來推導一下這月球表面倒一桶水是什麼情況?首先你在登月艙準備一個桶裝上水,此時水還處在約一個大氣壓下,跟我們常見到的水狀態沒啥不同,當你穿好宇航服,提著水給倉內洩壓的時候,(不洩壓無法開艙門)隨著空氣壓力下降,水就開始沸騰,然後還沒等開艙門可能就全部揮發了。

另一種情況,你拿一個封閉的桶裝上水。桶要結實一點。等你出登月艙進入月球表面,你打開桶蓋,一定要小心,因為打開桶蓋的瞬間水會爆炸出來。接著你就看到放射狀的水蒸氣四散在月球空空蕩蕩的空中。即使你非要倒進月球表面。水也會很快的蒸發,基本上看到的現象就這樣。不管是白天還是晚上,效果都差不多。

推導這個現象,是依據以下幾個知識點。

一、水的沸點與大氣壓高低成正比,即氣壓升高,水的沸點也升高,氣壓下降,水的沸點就跟著下降。

二、對於純淨的水來說,高度每升高300米,沸點溫度大約要下降1℃。

(1)水的沸點與壓強的關係: 壓強為760/mmHg時水的沸點是100℃。 當壓強分別為:380、710、780、760×2、760×5、760×10/mmHg時,水的沸點分別是:81℃、98.1℃、100.7℃、120℃、152℃、179。

三、其實在真空下,沒有壓強,所以,水只要存在於真空,就會立馬汽化,理論上講,真空中不存在液體。真空中,水會汽化的極快。

四、月球表面有多熱?

也許會讓你吃驚,但是信不信由你,當太陽位於頭頂時,月球的白天溫度可以達到大約130℃。沒有太陽,夜間溫度可以下降到-110℃。

網絡上有關這個問題的回答有很大的差異。你會發現其他人對此的估計是,-153℃到107℃、-173℃到127℃、-130℃到93℃、-193℃(極區)到110℃(赤道)以及100K到400K。

五、熱傳導的三種方式

你可能會想在溫度130℃的月球表面上行走應該會是一個大問題。一些“騙局製造論者”聲稱在如此高溫下太空服內的宇航員根本無法生存,但是他們忘記了在航天飛機外進行太空行走的宇航員也經歷過相同的極端溫度條件。主要是因為月球表面沒有空氣,不能進行熱交互傳導。除了腳與月球表面直接接觸的地方。剩下只有以紅外線為主的輻射傳導。






智慧工地學習者


在月球表面,水只能夠以固態形式存在。而且存在的時間還不會太長。

月球幾乎沒有大氣壓(10^7pa),幾乎是真空狀態。所以水在月球上面,如果是液態,那麼會發射沸騰現象。而且月球的白晝溫度可以達到120攝氏度,即便是有一定大氣壓,如此高溫環境下,水照樣會蒸發掉的。所以,直接倒一桶水在月球上面,如果是剛好處於白晝,那麼過不了多久這些水就會蒸發完全。

當然了,如果是在夜晚,月球的溫度可以低到-170攝氏度。如此低溫,水根本不會以液態存在。所以,即便我們有一桶水,這些水也會在桶裡面結冰而無法倒出來。如果我們使用加熱的方式進行傾倒,那麼這些水會一邊沸騰一邊迅速降溫結冰,最終變成一個冰疙瘩。

水以冰的形式倒是可以在月球表面存在較長的時間,但是仍然會緩慢昇華,因為大氣壓實在是太低。做過冷凍乾燥的同學都知道,在負壓下,冰會慢慢地昇華,最終變為水分子。所以,這些冰如果暴露在月球表面,也會逐漸升華,最終什麼都留不下。不過這個過程由於低溫會比較緩慢。

所以說,倒一桶水在月球上面,並不會造成怎麼樣的影響,也無法使得月球具有生命。如果真的想靠水改造月球,那麼首先就是要構建月球的大氣系統,這樣才行。可惜的是月球的質量太低,且不擁有磁場,所以無法束縛住大氣。


科學探秘頻道


月球表面有極端的溫度,因此也會產生許多極端的現象。

在北方的寒冬,有些人喜歡玩一種“撒冰花”的遊戲,他們在室外將一杯熱水向空中一灑,水便會在空中迅速凝結成一個個的小冰珠,看起來十分美麗。

撒冰花有兩個技巧,一是要用開水,二是出手要快,這樣撒出來的花才好看。開水的溫度與室外氣溫有130度以上的溫差,它中間的水蒸汽會迅速凝固成冰珠。

夜間的月球表面溫度低至零下180度,氣壓接近於0,在這種情況下如果我們在月球上撒一桶水,它其中的大部分會迅速蒸發,然後凝華成一顆顆的小冰珠散落在月球表面厚厚的塵土上,另一小部分來不及蒸發的水也會快速凝結成冰。

當太陽從月平線升起,月球表面的溫度迅速從-180度升高到160度以上,這時候散落在月面上的水冰就會升華為蒸汽,漂浮在貼近月面的地方。這些分子狀態的水汽並不能存在多久,因為強烈的太陽輻射會作用在水分子的化學鍵,使這些化學鍵斷裂,將水分子中的氫和氧分開,這就是水的輻射解離。

自此,我們潑在月球表面的那一桶水便消失無形了。

那些被太陽輻射解離出來的氫和氧,大部分會被太陽風吹到宇宙中,只有極少量會存留在貼近月面稀薄的空氣中。

這就是我們通常看到月球表面除了厚厚的風化塵土,卻一點水都找不到的原因。

在月球的兩極,還是可能有水存在的。

因為月球的自轉軸比較穩定,它與黃道面的傾角也接近90度,所以在月球的南北兩極的撞擊坑裡總是有一些太陽照射不到的區域,我們稱之為永久陰影區。

因為月球沒有大氣流動,南北兩極的撞擊坑裡又常年照射不到陽光,所以這裡的溫度始終保持在-160度以下,由遠古時期撞擊月球的彗星所帶來的水冰便有一部分倖存在這些坑洞裡。如果我們將一桶水灑到這些地方,它們也會以水冰的形式從此保存下來,不會消失。


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