水の振る舞い

質問

先日テレビで放映された科学実験番組ですが、真空がまの中に容器に水を入れて真空にします。
すると水は沸騰して飛び散ります。これは気圧がなくなり何も押さえつけるものが無くなったので
水は常温でも水蒸気になった事と理解しています。
ところが、容器に残った水がたちまち凍ってしまいました。これはどんな理由があるのでしょうか。

宇宙空間に水を放出したら、たちまち水蒸気になり水の粒子は凍ってしまうのでしょうか。
太陽の輻射熱がある環境でも凍りますか。その場合の粒子は水の分子１個なのでしょうか。

よろしく解説して下さい。

回答No.1

noname#185706 · ベストアンサー

>容器に残った水がたちまち凍ってしまいました。これはどんな理由があるのでしょうか。

その番組を見ていないので、はっきりしたことは言えませんが、水の一部が水蒸気になったとき、残った水から気化熱を奪い、それで残った水が凍ったのではないでしょうか。

なお、気圧はなくなったわけではありません。水蒸気の圧力があります。

>宇宙空間に水を放出したら・・・太陽の輻射熱がある環境でも凍りますか。

たしか火星軌道と木星軌道の間のどこかに境界線があって、水はそれより内側では太陽の熱で水蒸気になり、外側ではそれでは足らずに氷になったと思います。それで、太陽系が誕生したとき、その境界線より外側では惑星の原料になる固体が多く、巨大惑星が形成されたのだという、もっともらしい説があります。

>その場合の粒子は水の分子１個なのでしょうか。

意味がよくわかりませんが、凍る場合には複数の分子が結合して固体になるわけですから、分子１個の固体というものはないと思いますが・・・。

お礼

お礼が遅くなりました。気化熱を奪うって、凍るほど温度が下がるのですね。大変参考になりました。

回答No.2

noname#185706

＃１で、「その境界線より外側では惑星の原料になる固体が多く、巨大惑星が形成された」と書きましたが、これは巨大惑星がほとんど固体からできているという意味ではありません。例えば木星は、形成の初期には固体が主成分でしたが、質量が大きかったため、万有引力でまわりの気体を引きつけてさらに大きくなったと考えられています。