จะเกิดอะไรขึ้นถ้าก้อนน้ำแข็งถูกทิ้งไว้ในอวกาศ

เมื่อเร็ว ๆ นี้ฉันขึ้นเครื่องบินและสังเกตเห็นอุณหภูมิอากาศภายนอกที่ -53 ° C ที่ระดับความสูง 36860 ฟุต (11.23km) ฉันไม่รู้ว่าอะไรเป็นสาเหตุของอุณหภูมิที่เยือกแข็งในระดับความสูงนั้น แต่สงสัยว่าระดับความสูงที่สูงขึ้น (พื้นที่) อาจมีอุณหภูมิเยือกแข็ง ที่นี่ฉันสงสัยว่าเกิดอะไรขึ้นถ้าก้อนน้ำแข็งถูกทิ้งไว้ในอวกาศ? มันจะละลายหรืออยู่เหมือนเดิมหรือไม่

ขึ้นอยู่กับว่าคุณอยู่ที่ไหนในอวกาศ

ถ้าคุณเพียงแค่ติดมันในวงโคจรรอบโลกมันก็จะอ่อนตัวลง: อุณหภูมิพื้นผิวเฉลี่ยของบางสิ่งบางอย่างที่ระยะทางจากโลกของดวงอาทิตย์ประมาณ 220K ซึ่งแข็งตัวในเฟสไอสำหรับน้ำในสุญญากาศและไอของแข็ง การเปลี่ยนผ่านที่อุณหภูมินั้นไม่ผ่านเฟสของเหลว ในทางกลับกันถ้าคุณเอาก้อนน้ำแข็งของคุณออกไปใน Oort Cloud มันจะโตขึ้น: อุณหภูมิพื้นผิวเฉลี่ยอยู่ที่ 40K หรือต่ำกว่าเข้าสู่ช่วงของแข็งดังนั้นมันจะไปรับ (หรือถูกหยิบขึ้นมา) ก๊าซและวัตถุอื่น ๆ ในอวกาศ

ดาวหางเป็นการประมาณคร่าวๆของก้อนน้ำแข็ง หากคุณคิดว่าจะเกิดอะไรขึ้นกับดาวหางในหลาย ๆ พื้นที่นั่นคือสิ่งที่จะเกิดขึ้นกับก้อนน้ำแข็งของคุณ

มันจะทำให้อ่อนลง มวลน้ำแข็งที่แช่แข็งจะลดขนาดลงเมื่อน้ำเปลี่ยนจากของแข็งเป็นก๊าซ (โดยไม่ต้องกลายเป็นของเหลว) และลอยไป

ในสุญญากาศของอวกาศการพิจารณาที่สำคัญที่สุดคือการพิจารณาว่าการแผ่รังสีของก้อนน้ำแข็งจะดูดซับได้มากแค่ไหนเช่นดาวใกล้เคียงและก้อนน้ำแข็งนั้นแผ่พลังงานออกไปเร็วแค่ไหน (โดยใช้กฎของ Wien ) ค้นหาอุณหภูมิของน้ำแข็ง สร้างดุลยภาพ (อุณหภูมิที่ก้อนน้ำแข็งแผ่พลังงานในอัตราเดียวกันกับที่ดูดซับพลังงาน) จากนั้นพิจารณาว่าอุณหภูมินั้นสูงกว่าหรือต่ำกว่าจุดหลอมเหลวของน้ำแข็ง ถ้ามันอยู่เหนือจุดหลอมเหลว (ของน้ำในสุญญากาศ) ดังนั้นเมื่อคำตอบอื่น ๆ บอกว่าก้อนน้ำแข็งจะระเหยไป หากอยู่ต่ำกว่าจุดหลอมเหลวก้อนน้ำแข็งก็จะคงสถานะเป็นน้ำแข็ง

โดยเฉพาะสำหรับก้อนน้ำแข็งที่เป็นลูกบาศก์ในวงโคจรรอบดวงอาทิตย์โดยที่ด้านใดด้านหนึ่งหันหน้าไปทางดวงอาทิตย์คุณจะต้องคำนวณพลังงานที่ด้านที่หันหน้าไปทางดวงอาทิตย์นั้นดูดซับจากดวงอาทิตย์เท่าไหร่รวมทั้งพลังงานที่แผ่ออกไปจากทั้งหกด้าน ลูกบาศก์แล้วหาอุณหภูมิสมดุล