Що станеться з рідкою водою кімнатної температури при атмосферному тиску, якщо її вилити у відкритий космос?
Космос — дуже, дуже холодне місце. На сильному холоді, як підказує нам життєвий досвід, вода перетворюється в лід — кристалізується.
Але космос — це ще й найближчий до ідеального вакуум, до якого можна дотягнутися. Одна атмосфера еквівалентна тиску 6 x 1022 атомів водню на квадратний метр. У кращих вакуумних камерах на Землі вчені створюють тиск в мільярди разів менший, але в міжзоряному просторі воно опускається в мільйони і мільярди разів нижче земних технічних рекордів.
А при зниженому тиску вода переходить у газоподібний стан — кипить.
Так що ж станеться, якщо рідка вода виявиться одночасно при дуже низькому тиску і дуже низькій температурі — замерзне або миттєво скипить, перетворившись на газ? Відповідь — у теплоємності води.
Космос холодний, але навіть в міжгалактичному просторі вода дуже непогано зберігає тепло. Різко охолодити її до температури, близької до абсолютного нуля, неможливо — надто велика різниця між кімнатною (293 К) і середньою по космосу. До того ж у момент, коли вода виявиться в безповітряному холодному мороці, сили поверхневого натягу сформують водяні сфери, і площа охолодження стане мінімальною.
Таким чином процес охолодження буде йти неймовірно повільно — принаймні до тих пір, поки кожна молекула не виявиться сама по собі, далеко від інших куточків H2O.
А що завадить молекулам води кинутися врозтіч? Адже тиск стане дуже малим, і перехід у газоподібний стан може відбутися зовсім миттєво! Коли ж молекули або групи молекул води виявляться відносно далеко одна від одної в хмарі газу, вони миттєво розгублять кінетичну енергію, і їх температура різко впаде. В якому агрегатному стані вода виявиться тоді? Щоб відповісти, поглянемо на фазову діаграму води. З неї видно, що якщо температура падає до -50°C, то ніякий низький тиск вже не здатний зробити її рідкою або газоподібною.
Отже, послідовність подій така: потрапляючи у відкритий космос, вода спочатку миттєво стає газоподібною, а потім замерзає у вигляді крихітних крижинок, заповнюють міжзоряну порожнечу.