假如把一桶水倒在月球上,水會變成什麼樣的狀態?這裡告訴你答案

2020-12-05 六分鐘科普君

在地球上當我們把一桶水倒在地面上的時候,根據我們讀書時學的物理學知識,水會也液態的形式散開,然後隨著時間的推移,這些散開的液態水會被蒸發掉,以氣態的形式飄散到空中,等到降雨的時候又以液態的形式返回地面,這樣水會從液態變成氣態、從氣態變成液態,周而復始地不斷重複,如果有一天我們倒掉的那桶水形成氣態之後,隨著大風或者雲層漂移到了南北極地區,它們又會形成了固態。

地球大氣層

不管飄到哪裡,地球的水總是以液態--氣態--固態這三種形成存在,並以這三種形態不斷這循環,在科學上叫做水循環。水循環在地球上不斷發生,是維持地球生態平衡的重要方式,地球能夠形成水循環這種生態模式,與地球擁有大氣層是分不開的,大氣層就像一層自然保護罩,讓從地球地面蒸發的水蒸氣不至於溢出到太空中去,如果沒有大氣層的保護,地球就不會有水蒸氣,也不會有液態水,生命也因此而無法誕生,就像地球的衛星月球一樣,它沒有大氣層,因此變成一顆死寂沉沉的星球,那麼問題來了,在地球上倒一桶水,這些水蒸發後參與水循環,那麼在月球上倒一桶水,水會變成什麼樣的狀態?

地球水循環

把一桶水倒在月球上需要分情況,因為月球也在圍繞地球在公轉,當月球被地球擋住的時候它就處於黑夜中,當月球位於地球和太陽之間的時候,它就是白天,由於沒有大氣層,月球的晝夜溫差極大,白天太陽直射的時候溫度高達127℃,夜晚沒有太陽的時候,溫度會瞬間下降到-183℃,所以如果是白天拿著一桶水倒到月球地面,那麼由於溫度很高,它會迅速蒸發掉,而晚上倒在月球表面的話,會迅速結成冰,不過隨著白天來臨,晚上結冰的水最終還是被高溫給蒸發掉,所以不管白天還是晚上倒水,最終都會蒸發掉,以氣態的形式存在。由於月球沒有大氣層的阻擋,這些蒸發的水分子會溢到月球附近軌道,而由於月球引力作用,它們不會溢到太空中去,同時由於月球沒有水循環,因此這些變成氣態的水永遠都無法回到地面來,就一直附在月球軌道附近跟隨月球在旋轉。

月球表面

不過拿一桶水還需要考慮一個條件,那就是水的沸點和凝固點,一般我們都知道水的沸點是100℃,凝固點是0℃,但是水形成這兩個值必須在地球標準大氣壓的條件下才可以,如果離開地球標準大氣層,水的沸點和凝固點會發生變化,比如在月球上,由於沒有大氣層,水在月球上面的沸點變為0°,也就是說在月球上只要溫度高於0℃(包括0℃),水就會迅速的蒸發掉,水會從液態形式變成氣態,這就是月球沒有液態水存在的根本原因,。而水的凝固點在月球上沒有變化,同樣是零度以下0℃。

在月球上「喝啤酒」

也就是說如果你拿一桶水到月球上,在月球白天的話,不給桶蓋上蓋子,你還沒倒到月球地面,水就已經蒸發了,而在月球晚上帶上去的話,你根本沒有機會倒水,因為水一帶上去就已經變成冰了,除非你用一個保溫箱儲存著,不過你依然沒有機會倒掉,因為一打開保溫箱,裡面的液態水迅速會結成冰,或者你倒出來的時候形成一條長長的冰棍,沒有機會落到地面上。

死寂沉沉的月球和生機勃勃的地球形成鮮明對比

通過與月球的對比,才發現我們的地球環境是如此的優越,而月球就沒有那麼幸運了,如果月球存在大氣層的話,它也可以有可能存在生命的,因為大氣層是形成液態水最重要的條件。

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