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232度程度で水が沸騰しない状態とは
GJ 1214bという惑星が ・直径は地球の2.7倍、質量は同7倍、表面温度は232度程度だ ・地球よりもはるかに多くの水が存在し、岩石の量は地球よりもはるかに少ないこの惑星は、高温と高い気圧により、「熱い氷」などの極めてエキゾチックな風景を醸し出しているだろうと、研究者らは話している。 という特徴があると書いてありますが、 いまいち熱い氷、というのが想像できません。 一体232度程度でも沸騰しない、というのはどういう状態でしょうか。 高圧、というのが条件みたいですが、高圧だったら温度も上がって(気体の状態方程式) もちろん沸騰するはずですが・・・ どういうことでしょうか。
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これは少しくらいの高圧程度では固体化しません。 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B0%B7 上記のサイトに氷の状態図が書いてあります。 横軸の単位を見てみるとGPaとなっています。1GPaでだいたい1万気圧です。 摂氏232度で固体の水が存在するためには10万気圧以上は必要となります。 今、化学カテで関連する質問があるのでそちらを参照されるとよいと思います。 http://okwave.jp/qa/q7676433.html ただし、惑星表面でその気圧になるとは考えにくいため(質問のデータをから考えると表面での重力の大きさは地球と同程度しかない。さすがにそこまで大きな大気圧になるとは考えづらい)、表面はせいぜい液体の水ではないでしょうか。内部の岩石コアの周りに熱い氷の層が付着しているというイメージでしょうか。 地球においては中心核あたりで数100万気圧になります。水(氷)は高圧でもさほど密度は大きくありませんが、それでもかなり厚さがあることから数10万気圧程度にはなるでしょう。そこなら十分高温の氷は存在可能です。
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- chiha2525
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非常に高圧の場合、温度が高くなっても固体の状態を保つようです。 よい図が見つからなかったのでPDFですが、 http://www.media.hosei.ac.jp/paper/vol26/vol26_04.pdf GJ 1214bもこの「氷VII」という形態で、一部の水分が氷として存在している可能性があるようですね。
- poomen
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地球上でも同様な場所がありますよ。加圧水型原子炉の一次冷却水です。150気圧程度の状態ですから、一次冷却水は「300℃」でも沸騰しません。まさに「熱い水」です。以下をどうぞ http://www.geocities.co.jp/technopolis/6734/ro/pwr.html
- tetsumyi
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ほとんどの物質は温度によって固体、液体、気体と変化しますが圧力が変わると液体から気体に変わる温度も変わります。 これを状態図といいます。 http://rikanet2.jst.go.jp/contents/cp0200a/contents/30202.html 例えば圧力を高くしたボイラーの中では200度程度で水が沸騰するのは普通ですし、高い山の上では圧力が低いので90度で水が沸騰したりします。 しかし、水の状態図から熱い氷はあり得ません。
圧力なべを使ったことはありますか? 圧力鍋に水を入れて、コンロにかけると、摂氏120度でも沸騰しません。