"Кассини-Гюйгенс"

[Mrrl]

Все мы тут любители (во всяком случае, большинство)...

Три кусочка из статьи про снеговую линию.

[Intertracer]

Т.е. они хотят сказать, что при t°=67K метано-азотная смесь, в которой молекул CH₄ 30%, а N₂ 70%, должна была бы замерзать на поверхности Титана?...

Т.е. это автоматически предполагает, что такая жидкость (конденсат) возможна при таких температурах?

Мы знаем, что  холодная вода может впитать больше газов, чем горячая. Интересно, какова будет эта "молевая" пропорция (или как там оно по-русски) метано-азотной смеси в реальных условиях, не при 67К, а при 97К?..

Что бы там нибыло, похоже азота в жидкости будет таки немало...

[Mrrl]

Насколько я понял, они взяли температуру 91К, давление 1.6 бар, и долю метана 6%, и получили 30% метана в жидкости. Жидкость замерзает при 67К, но непонятно, в какой атмосфере: азот сжижается при 82К.
Еще интересно, какова плотность этой жидкости.

[Intertracer]

Касательно T_sol = 29 + 62X_CH4 (0.55 < X_CH4  < 1.0)

sol = Solidus -- максимальная температура, при которой вещество может ещё находится в твёрдом состоянии.
29 + 62 -- похоже тут имеется ввиду диапазон температур от 29 до 91К.
(0.55 < X_CH4  < 1.0) -- доля молекул CH₄ составляет 55% при 29К, и 100% (т.е. чистый метан) при 91К.

Если я всё правильно понял (скорее всего нет  ), жидкий метан на поверхности практически не будет содержать азота при существующих температурах. А по мере понижения температуры -- доля азота будет возрастать и препятствовать замерзанию жидкости...

[Mrrl]

Я понял наоборот. Если бы мог образоваться чистый жидкий метан, он бы замерз при 91К, причем сразу. Но при "экваториальных" условиях образуется конденсат с 30% содержанием метана, который начинает замерзать при 67К, а окончательно замерзает при 63К (температура плавления азота).

29 + 62X -- похоже тут имеется ввиду диапазон температур от 29 до 91К.
Нет, поскольку X>0.55, то диапазон получается от 63 до 91 К.
Т.е. раствор с 55% метана окончательно замерзает при 63К, а со 100% - при 91К. Между этими точками температура замерзания растет линейно (0.62К / %)

[Mrrl]

Вот пропущенный фрагмент из статьи, с формулами, по котороым они рассчитывали долю метана:

[Intertracer]

хм действительно метато-азотная смесь, в которой азота в 2 раза больше, чем метана 

[Mrrl]

Проблема в том, что их формулы совершенно не работают. А оригинала статьи, на которую они ссылаются и других статей по запросу "phase equilibrium methane nitrogen" найти не удается.

После испраления наиболее вероятной ошибки (в формуле для x плюс исправить на минус) получается такая зависимость доли метана от температуры при давлении метана 0.096 бар (6% при 1.6 бар):

При T=93.8K получается X_CH4=0.35

[Intertracer]

Ещё очевидно в эту смесь попадёт Аргон и пр., вот только в каких количествах...

Похоже фазовые диаграммы для метан-азотной смеси есть только за деньги (хотя такая диаграмма должна быть простая - "type I")...
http://www.iop.org/EJ/abstract/0022-3719/14/4/001
http://cccc.uochb.cas.cz/Vol/57/No07/19921362.html

[Olweg]

Чего-то я не понял. Под графиком из статьи написано, что над сплошной линией могут сосуществовать только жидкость и газ, а лед нет - то есть на поверхности Титане он-таки может существовать? Может, опечатка?

Сложил тут на досуге мозаику из нескольких снимков, сделанных Гюйгенсом перед посадкой, с высоты 1.2 - 2.1 км. Область где-то недалеко от места посадки (на картинке оно должно быть ниже - камера направлена под углом 7-22^о от вертикали. Нужно еще учесть болтанку). Светлый участок - скорее всего склон, весь покрыт ручьями. Разрешение - что-то около 3 м/пкс (конкретно для этого рисунка).

[userkc]

есть ли вещества которые в метане растворяются?

[Mrrl]

Чего-то я не понял. Под графиком из статьи написано, что над сплошной линией могут сосуществовать только жидкость и газ, а лед нет - то есть на поверхности Титане он-таки может существовать? Может, опечатка?

У них на графике давление растет вверх, а высота, соответственно, вниз. Поэтому чем выше точка на графике, тем меньше ее высота над уровнем поверхности.

[Olweg]

Да, верно Невнимательно смотрел

[userkc]

скорее всего, мало, что в метане фактически с поверхности растворяется.
и поэтому такой "примятый" рельеф. помимо дождей,
может быть, что туман образуется на водоеме поднимается и орошает прибрежные возвышенности.

[vika vorobyeva]

Этот снимок Реи сделан Кассини 16 января 2004 года с расстояния около 500 тыс.км, разрешение около 3 км на пиксель, север сверху.
Обращает на себя внимание длинная тонкая прямая светлая полоса в нижней части видимого диска спутника, как будто маркетом провели 

[Muxa]

Обращает на себя внимание длинная тонкая прямая светлая полоса в нижней части видимого диска спутника, как будто маркетом провели 

А какая выдержка снимка? Может это что-то летело между "Кассини" и Реей?

[dims]

Обращает на себя внимание длинная тонкая прямая светлая полоса в нижней части видимого диска спутника, как будто маркетом провели 

Если это деталь ландшафта, то странно, что она получилась прямой на снимке - ведь она на боку планеты. Получается, что это дугообразная полоса или хребет и она, наложившись на искажение сферической проекции, случайно дала в точности прямую!

Я думаю, Michelnok прав.

Тогда получается, что выдержки снимков Кассини довольно большие и фотографии колец показывают совсем не то, что увидел бы человеческий глаз.

[vika vorobyeva]

Может это что-то летело между "Кассини" и Реей?

Я думаю, Michelnok прав.

Понять, так это или нет, можно будет тогда, когда Кассини сделает новые снимки Реи и снова покажет нам эту же область. Если полоса будет - делать нечего, это деталь поверхности. Если полосы не будет - значит, глюк, или что-то пролетело мимо. Увидим 

[vika vorobyeva]

Мне тут в голову дурная мысль пришла. А не промоделировать ли нам условия на Титане? Насколько я поняла, основная химия и физика там происходит с участием азота, метана, аргона и водяного льда – веществ недорогих и широко распространенных. Температура –179С тоже не безумно низкая (выше температуры кипения азота). Фактически, эксперимент по карману и по возможностям любой средней лаборатории, например, лаборатории при Кафедре низких температур МГУ. Берем термостат, устанавливаем нужную температуру, вниз кладем большой кусок льда, делаем азотную атмосферу нужного давления, наливаем в кювету метан, добавляем аргон, дожидаемся установления равновесия – и смотрим, какой состав (и физические свойства) будет у жидкости и какой у газа над жидкостью. Сезонные изменения можно моделировать изменением температуры на несколько градусов туда-сюда.
При желании еще можно облучать эту смесь ультрафиолетом для имитации солнечного освещения. А можно и не облучать.
Что скажете? 

[Major]

Мне тут в голову дурная мысль пришла. А не промоделировать ли нам условия на Титане?
[...]
При желании еще можно облучать эту смесь ультрафиолетом для имитации солнечного освещения. А можно и не облучать.
Что скажете? 

Химические реакции при таких температурах идут очень медленно, так что эксперимент может затянуться....