Gần đây tôi đã lên một chuyến bay và nhận thấy nhiệt độ không khí bên ngoài là -53 ° C ở độ cao 36860ft (11.23km). Tôi không biết điều gì gây ra nhiệt độ đóng băng như vậy ở độ cao đó nhưng đang tự hỏi độ cao (không gian) cao hơn có thể có cả nhiệt độ đóng băng. Ở đây tôi có một nghi ngờ tức là chuyện gì sẽ xảy ra nếu một khối băng bị bỏ lại trong không gian? Nó sẽ tan chảy hoặc ở lại như nó là?
Câu trả lời:
Nó phụ thuộc vào nơi bạn ở ngoài không gian.
Nếu bạn chỉ cần đặt nó trên quỹ đạo quanh Trái đất, nó sẽ thăng hoa: nhiệt độ bề mặt trung bình của một thứ gì đó ở khoảng cách Trái đất so với Mặt trời là khoảng 220K, ở trạng thái rắn trong pha hơi đối với nước trong chân không và hơi rắn chuyển tiếp ở nhiệt độ đó không đi qua pha lỏng. Mặt khác, nếu bạn dán khối băng của mình trong Đám mây Oort, nó sẽ phát triển: nhiệt độ bề mặt trung bình là 40K hoặc thấp hơn, vào pha rắn, vì vậy nó sẽ nhặt (hoặc được nhặt lên) khí và các vật thể khác trong không gian.
Sao chổi là một xấp xỉ thô cho một khối băng. Nếu bạn nghĩ về những gì xảy ra với sao chổi ở nhiều nơi khác nhau, thì đó là về những gì sẽ xảy ra với khối băng của bạn.
Nó sẽ thăng hoa. Khối lượng nước đóng băng sẽ giảm kích thước khi nước chuyển từ dạng rắn sang dạng khí (không trở thành chất lỏng) và trôi đi.
Trong chân không vũ trụ, việc xem xét quan trọng nhất là xem xét khối lượng mà một khối băng sẽ hấp thụ từ đâu, ví dụ, các ngôi sao gần đó và khối băng đó sẽ tỏa năng lượng nhanh như thế nào (sử dụng định luật của Vienna ), tìm ra nhiệt độ khối băng sẽ như thế nào tạo ra trạng thái cân bằng (nhiệt độ tại đó khối băng tỏa năng lượng với cùng tốc độ mà nó hấp thụ năng lượng) và sau đó xác định xem nhiệt độ đó ở trên hay dưới điểm nóng chảy của khối băng. Nếu nó ở trên điểm nóng chảy (của nước trong chân không), thì như các câu trả lời khác đã nói khối băng sẽ thăng hoa; nếu nó ở dưới điểm nóng chảy thì khối băng sẽ bị đóng băng.
Cụ thể đối với một khối băng là một khối lập phương trên quỹ đạo xung quanh mặt trời với một mặt hướng về phía mặt trời, bạn sẽ cần tính toán lượng năng lượng mà mặt phải đối mặt với mặt trời hấp thụ từ mặt trời cũng như bao nhiêu năng lượng tỏa ra từ cả sáu phía của khối lập phương và sau đó tìm nhiệt độ cân bằng.