水在太空中是变成冰还是成为蒸气因为温度足够低,是要成冰.因为压力足够小,是要成汽.

Question

水在太空中是变成冰还是成为蒸气
因为温度足够低,是要成冰.因为压力足够小,是要成汽.

Answer 1

不知道楼主有没有听过相图这个概念?就是描述在不同温度,不同压力下,描绘物体状态的图片.
是不是有些抽象,没关系上一张图就比较容易理解了：

上面的图片就是水的相图,在我们日常生活中,压力比较大,如果升温,所以在固态和气态之间,存在一个液态的过渡态.但是在太空中,压力是非常小的,显然小于三相点（1000Pa略低）,那时水就会像二氧化碳（干冰）一样,只有升华和凝华的现象,而没有液态的中间过程.
明确了这个概念,就能回答楼主的问题了.在太空中,压力非常低,只要温度比较低,在AB线的左边,那就是固态,反之温度比较低就是固态.太空中真空是非常好的,大约能达到10(-12)次方Pa.说白了,就是温度到底是多少,能不能让饱和蒸汽压小于这个数值：
 
还记得高中化学的化学平衡么?不妨看看下面的公式：
水（g）→水（冰）,反应热就是水的升华焓是51.06KJ/mol
G=-RTlnK,左边就忽略熵变吧?G就是取升华焓.K=1/p
上面的式子可以改写为P=exp（G/RT）（这段看不懂可以忽略）
 
那什么时候P只有10的-12次方Pa呢?那就代入数字吧：
10^(-12)=Aexp(-51060/8.31*T)
得出T大约是33.3K,也就是说水在33K时的饱和蒸汽压就会达到宇宙的压力,从而成为气体.对于地球附近的轨道上的物体,显然是不会会有真么低的温度的.如果在天宫一号上丢出一块冰,不久就会汽化.
但是如果在浩瀚的宇宙中,背景温度只有3K（譬如在几个星系之间的位置）,楼上的朋友是不是记错的了呢?那样的话,冰就可以一直得以保持.
 
PS 这些内容在大学一年级普通化学的课程是可以学到,不过说实话,过去了四年多,当时的知识已经记不清楚了,算了好久,