שְׁאֵלָה:
היפותטי: מה קורה למים כאשר הלחץ עולה לאינסוף?
irth
2014-11-26 07:38:29 UTC
view on stackexchange narkive permalink

שאלתי שאלה דומה כאן אך התשובה שניתנה מראה את התנהגות המים בתנאים כלליים.

ברצוני לדעת מהי התנהגות המים כמו ככל שהלחצים גוברים לעבר האינסוף מבלי להצליח לברוח זה הכליאה .. כלומר כדור מים בליבת מסה גלקטית .. אולי השאלה הזו נועדה יותר לפיזיקה תיאורטית מכיוון שאנחנו לא באמת יכולים למדוד או להתנסות?

היתוך גרעיני?
ארבע תשובות:
Michael DM Dryden
2014-11-26 09:47:32 UTC
view on stackexchange narkive permalink

התשובה של רון נותנת לנו מושג טוב על מה שעלול לקרות במונחים של כימיה "רגילה", אבל אם אתה באמת מתכוון "מגדיל עד אינסוף", קורים דברים מוזרים מאוד. מספיק לומר, זה לא נשאר מים אחרי נקודה מסוימת. הטמפרטורות העזות שנוצרות על ידי הדחיסה יגרמו למים להתפרק, ובסופו של דבר אפילו אין להם אטומי חמצן עקב תגובות גרעיניות. מכיוון שאנו מדברים על לחץ המופעל חיצונית, מגבלת Chandrasekhar אינה חלה, ולכן יש נקודה בה מתאחדים אלקטרונים ופרוטונים (כאשר מתגברים על לחץ ניוון אלקטרונים) ומסה של נויטרונים נשארים. גם לנויטרונים עצמם יש לחץ ניוון (אם כי אין לנו מודלים טובים לחזות את הלחץ המדויק שיש להתגבר עליו). מכאן איננו יודעים מה קורה בוודאות רבה כל כך, אך נחזית היווצרות חומר הקווארק.

בסופו של דבר, אנו מגיעים ליחיד. אנו יכולים לחשוב על זה כעל כל העניין שהיה לפני שנדחסנו לנפח אינסופי עם צפיפות אינסופית והלחץ המופעל שלנו מפסיק להיות כל דבר. אם היינו מתחילים עם מספיק מים, זה יתנהג כמו כל חור שחור אחר, אם כי השערה ש חורים שחורים מיקרו הם בעלי תכונות מיוחדות.

תשובה נהדרת, מייקל. אני רואה איך סריג המים מתארגן מחדש עד לנקודה ותוהה אם התהליך הזה ממשיך דרך היתוך לסריג צפוף יותר או יותר, או שהיית חושב שהמים לעולם לא יפרדו בתנאים האלה ויישארו H2O עד שחלק מה- H2O באמצע יתחיל להתכווץ לגוש נויטרונים צפופים? במשפט האחרון שלך 'אם התחלנו עם מספיק מים ..', כמה מים עשויים להספיק בכדי להניע את הייחודיות? תודה
כשאתה באמת מגיע לסינגולריות, כבר אין לחץ (כמויות פיזיות כאלה אינן מוגדרות שם). אבל בהתקרב לסינגולריות יש לנו + ∞ מגבלה ללחץ, וכאשר כוח המשיכה נעשה חזק מספיק לחץ חיצוני (מוחל) הופך להיות לא רלוונטי, נכון.
@irth לא יידרש הרבה כדי לקבל איזשהו ייחוד; בעצם כל דבר מעל המסה של פלאנק (~ 22 מיקרוגרם). חושבים שחורים שחורים קטנים מאוד מתאדים מהר מאוד מקרינת הוקינג, ולכן הבחנתי ביניהם. לגבי מתי זה מפסיק להיות מים, בוודאי ברגע שהדחייה האלקטרוסטטית הגרעינית תתגבר, יתרחש היתוך, שאמור לקרות הרבה לפני שאנחנו ממירים דברים לנויטרונים. (בגמדים לבנים נדרש כוח הכבידה של ~ 1.4 המוני כוכבים כדי להתגבר על זה)
@MichaelD.M דרידן, תודה על אקסטרפולציה. נשמע שסינגולריות יכולות להיות נפוצות כל כך עד שהן יכולות להיות במרכז כל מסה, בין אטום או גלקסיה. פרוע להרהר. רק כדי להבהיר את השאלה הזו, האם מים יתמזגו עם מים אחרים לפני שמימן וחמצן יתפצלו בתנאים של קווזיטון זה?
הסיבה היחידה שאנחנו יכולים לחשוב על חורים שחורים מיקרו בניסוי המחשבה הזה היא בגלל שאנחנו מדברים על לחץ חיצוני קסום. אין שום סיבה לצפות כי יחידה ייחודית תתרחש במרכז כל מסה במיוחד. לגבי האם היתוך יתרחש לפני שהמים פורצים לאטומים בודדים, אני לא יודע. יש להניח שללחץ השפעה מסוימת על הפירוק התרמי של המים, אך אין לי מספיק מידע כדי לשער. אם החום המיוצר על ידי הדחיסה מוסר או לא, כנראה עושה הבדל גדול.
@MichaelD.M מים יבשים הופכים סופר-יוניוניים הרבה יותר מוקדם http://chemistry.stackexchange.com/questions/26863/what-is-the-meaning-of-superionic
ron
2014-11-26 08:48:25 UTC
view on stackexchange narkive permalink

דיאגרמת הפאזה של מים (המדווחת בקישור שלך ושוחזרה להלן) היא נקודת התחלה טובה.

phase diagram

התרשים מראה לנו כי בלחצים סביב 1 terapascal (כ -10 מיליון אטמוספרות) קרח הוא מוצק, לפחות עד 400 צלזיוס. נחזה ( reference_1, reference_2) כי בלחצים גבוהים יותר, איפשהו בין 1.5 ל- 6 פסגות טרה, קרח מוצק יעבור בידוד למעבר מתכתי ותכונות תצוגה הקשורות בדרך כלל למתכות (מבנה הלהקה, הולכה חשמלית וכו '). זה בערך 15-60 מיליון אטמוספרות.

האם במקרה ידעת אם כל החומרים עוברים בסופו של דבר מתכת בלחצים גדולים מספיק? נראה שמדובר בתכונה אוניברסאלית וזה הגיוני (אורביטלי ליבה אלקטרוניים נאלצים לתקשר ולחפוף עקב קרבה, ויוצרים המון להקות אלקטרונים חופפות), אך מעולם לא ראיתי את זה שהוזכר במפורש.
@NicolauSakerNeto שאלה מעניינת. אני לא יודע את התשובה אבל התחבטתי ומצאתי את זה, [בלחצים גבוהים מספיק, מעט יותר ממחצית מהלא מתכות, החל מזרחן ב 1.7 GPa, [92] נצפו כאלוטרופים מתכתיים] (http: / /en.wikipedia.org/wiki/Nonmetal#Allotropes). אולי בלחצים גבוהים עוד יותר האחרים שאינם מתכות יראו גם התנהגות מתכתית. אני רואה שהם צופים שהליום יהיה מתכתי בכוכבי לכת מסיביים. אם הליום יכול להיות מתכתי, האם לא היית מצפה שהכל יהיה מתכתי בלחץ מספיק גבוה, כמו שאתה מציע?
כל רעיון איזה סוג של טמפרטורות יתקיימו בין 1.5 ל -6 טרה של מים טהורים. מנסה להבין אם H2O עדיין יהיה בעל תנועה.
@irth התרשים שלעיל מציע כי כל הטמפרטורות יהיו נגישות ב- TPa 1, כך שהניחוש שלי יהיה זהה ללחצים גבוהים במקצת אם יש בקרת טמפרטורה נאותה.
קריאה על המחקר, באותם לחצים גבוהים, הטמפרטורה האמיתית מפסיקה לשחק תפקיד בלחץ מוגבר נמצאת באמצעות הגדלת מהירויות המולקולות, זה הופך את המולקולות לצפופות יותר ומגביר את הלחץ. נושא מעניין נוסף בנושא הוא נקודות משולשות. אני מבין שלרוב האלמנטים והמולקולות יש נקודות משולשות שונות ותוהה אם התרשים שלמעלה מדויק בהצגת רק אחד עבור מים ב 0 צלסיוס.
האם אני היחיד שהבחין כי קרח הופך לנוזל בכ 500kPa בערך? או שאתה לא מוצא את זה מוזר?
@TomášZato אני לא עוקב. זה הופך לקרח קצת מתחת ל -1 kPa
@ron התכוונתי ל 500 MPa. הנה התמונה המוגדלת: [מים בסביבות 500MPA נראים נוזלים אפילו ב -10 ° C (263K)] (http://i.stack.imgur.com/5oLcJ.png)
Ivan Stelmakh
2014-11-27 17:17:54 UTC
view on stackexchange narkive permalink

לדוגמה כאן ICE VII - שלב של מים ב Super-Earths - איך מתנהגים מים בלחץ גדול.

קרח VII הוא צורה גבישית מעוקבת של קרח. זה יכול להיווצר ממים נוזליים מעל 3 GPa על ידי הורדת הטמפרטורה לטמפרטורת החדר, או על ידי דחיסה (D2O) של קרח VI מתחת ל 95 K. © Wikipedia

esdebon
2014-11-27 02:46:52 UTC
view on stackexchange narkive permalink

זה יכול להיות שווה ערך לדחיסה שנוצרת על ידי חור שחור, מים ללא תקנה ככל שכל נוזל אחר נדחס למצב מוצק בצפיפות גבוהה



שאלה ותשובה זו תורגמה אוטומטית מהשפה האנגלית.התוכן המקורי זמין ב- stackexchange, ואנו מודים לו על רישיון cc by-sa 3.0 עליו הוא מופץ.
Loading...