Strona głównaPytania → Czy ściskając gaz można otrzymać...

Czy ściskając gaz można otrzymać ciecz lub ciało stałe?

Pytanie

Pyta Grzegorz

Teoretyzując. Czy gdybyśmy mieli niezniszczalny pojemnik i do tego pojemnika pompowalibyśmy bez ustanku jakiś gaz, zwiększając cały czas ciśnienie tego gazu, to czy możliwe by było by „upakowanie” atomów wzrosło do tego stopnia, by powstała ciecz lub ciało stale? Czy zmniejszenie natomiast (ściśnięcie) przestrzeni miedzy atomami mogłoby spowodować zmniejszenie temperatury tego gazu/cieczy/ciała stałego z powodu braku możliwości przemieszczania się atomów?

Odpowiedź

Odpowiada dr Miłosz Panfil

Tak! Zwiększając ciśnienie gazu możemy go skroplić. A zwiększając ciśnienie cieczy możemy sprawić by zmieniła się w ciało stałe. Często myślimy, że zmiany stanu skupienia spowodowane są zmianą temperatury. Tak naprawdę to czy dana substancja jest ciałem stałym, cieczą lub gazem, zależy zarówno od temperatury jak i od ciśnienia. Prześledźmy to na przykładzie wody.

Myśląc o wodzie w temperaturze 50 stopni Celsjusza wyobrażamy sobie ciecz. Ale w tej temperaturze woda jest cieczą tylko dla pewnego przedziału ciśnienia. Ciśnienie atmosferyczne wynosi w przybliżeniu 100 kPa (kilopaskali). Jeżeli obniżymy ciśnienie (przy tej samej temperaturze) poniżej 10 kPa, to woda zmieni swój stan skupienia z cieczy w parę wodną. Innymi słowy przy ciśnienie około 10 kPa woda wrze w temperaturze około 50 stopni Celsjusza. Doświadczają tego zjawiska himalaiści, na wysokości 8000 m n.p.m. ciśnienie wynosi około 40 kPa, a woda wrze w temperaturze około 70 stopni Celsjusza.

Podobnie zwiększając ciśnienie możemy sprawić, by woda o temperaturze 50 stopni Celsjusza zamarzła. Musimy tylko zwiększyć ciśnienie do 1 GPa (czyli 10 tysięcy razy większe ciśnienie od ciśnienia atmosferycznego). Takiego ogromnego ciśnienia nie doświadczamy na co dzień, jest ono jednak osiągalne w specjalnych laboratoriach.