Тайна Марса разгадана

[mbrane]

Просто физика... При давлении выше 0,006 атмосферы (тройная точка) вода может находиться в жидком состоянии. Но поскольку таких мест на Марсе очень мало, а диапазон температур, при котором вода может быть жидкостью при обычных там давлениях мал, (несколько градусов) то она при давлении выше тройной точки будет или замерзать или испаряться. А при давлении ниже тройной точки будет и испаряться и замерзать одновременно.

есть один нюанс - закон Геснри - водяной электролит может быть жидким ниже тройной точки воды...Тока чо-то мне кажецо что аисосфера марса бедна парами воды до невохможности ибо вода относительно легкая (18) - средняя скорость 500 м/с и марс не тяжелы(вторая космическая 5 км/с) - водв быстренько улетит с поверхности,, а посему будет сублимировать при нагревании из твердого состояния в пар   

[Константин ВАРБ]

и как же для полета на Марс или для жизни на Марсе в случае дефекта регулировки обеспечивать синтез кислорода

На Марсе синтез кислорода вполне обеспечивается прочным герметичным пакетом и молотком.
Перхлораты же.
(Возможно что именно они так красиво подпаливают концы марсианских дьяволов на съёмке их движения по равнине)

[Константин ВАРБ]

есть один нюанс - закон Геснри - водяной электролит может быть жидким ниже тройной точки воды...Тока чо-то мне кажецо что аисосфера марса бедна парами воды до невохможности ибо вода относительно легкая (18) - средняя скорость 500 м/с и марс не тяжелы(вторая космическая 5 км/с) - вода быстренько улетит с поверхности,, а посему будет сублимировать при нагревании из твердого состояния в пар   

Нет сама не улетает, конденсируется в облака. Даже при столь тонкой атмосфере.
Ну например метан до верхних слоёв атмосферы Титана не доходит почти совсем. 

С насыщенностью парами воды, там резко зависит от "времени года", точнее точки нахождения на орбите Марса.

[Юрий Б.]

Так что  эта Ваша аргументация, - аргументация к неведенью и некорректным упрощениям.

Закон сохранения энергии не может быть упрощен.

[Юрий Б.]

Но поскольку таких мест на Марсе очень мало

Все, что не красное - выше тройной точки:

Почти половина Марса.

[CADET]

Я уже написал выше, что при давлениях незначительно превышающих давление тройной точки воды, диапазон нахождения её в жидком виде составит только несколько градусов. Это означает, что находящийся в этих благословенных условиях на поверхности кусок льда при наступлении дня и возможном повышении температуры выше 0^оС, действительно, начнёт плавиться и получится вода! Но при температуре, скажем, 5^оС эта вода закипит. Впрочем, испаряться она станет и раньше. Так, что и там, где давление выше тройной точки существование хотя бы луж маловероятно.

[Юрий Б.]

Но при температуре, скажем, 5^оС эта вода закипит.

При этом скорость ее испарения путем кипения будет очень низкой - ниже, чем скорость испарения луж на Земле, которые не кипят.

Температура кипения на Марсе практически совпадает с температурой замерзания, т.е. если температура вокруг больше 0C вода растаяла она тут же должна очень быстро нагреться до температуры кипения.

Ну вот она у нас закипела.

Удельная теплота испарения воды зависит от температуры, при которой испаряется вода. Эта зависимость определяется следующей эмпирической формулой:

Lи = (25 - 0,024tп) * 10^5

где 25·105 Дж/кг - удельная теплота испарения при температуре поверхности воды, равной 0°С; tп - температура поверхности испаряющейся воды.

В луже 1см глубиной 1х1м воды 10кг.

Чтоб испарить ее надо 25E6Дж.
На Земле солнечная постоянная 1400Вт/м²
На Марсе где-то вдвое меньше 700Вт/м²

Надо 25 000 000 / 700 = 35714 сек = 10 часов.

Сантиметровая лужа будет кипеть на Марсе десять часов и то если Солнце все это время простоит в зените.

На Земле и то лужи быстрее сохнут (солннечная постоянная больше).

Попробую объяснить как происходит испарение воды.

Вода испаряется двумя способами: либо с поверхности, тогда количество пара увеличичвается с стемпературой, либо кипением, тогда пузырьки образуются по всему объему.

Вот у нас есть сосуд с водой, испарящий в секунду массу m

Тогда на парообразование он будет тратить энергию

P_{затрачиваемая} = mL,

где L - теплота парообразования (зависит от температуры вообще-то но не сильно).

И к сосуду подводится снаружи теплота P_{получаемая}

Если P_{получаемая} < P_{затрачиваемая}
то объем будет охлаждаться, меньше испарять, меньше охлаждаться и уравновесится при
P_{получаемая} = P_{затрачиваемая}

Если P_{получаемая} > P_{затрачиваемая}
то объем будет нагреваться, больше испарять, больше охлаждаться и уравновесится при
P_{получаемая} = P_{затрачиваемая}

т.е. некипящая жидкость уравновешивается при такой температуре при которой испаряеемая масс m пропорциональна энергии.

но когда жидкость нагреется до температуры кипения, она уже будет испарять по всему объему а не только с поверхности, т.е. закипит. И температуру дальше увеличивать не надо, жидкость может тратить всю подводимую теплоту на парообразование.

но в любом случае вода в состоянии равновесия тратит на испарение столько же энергии сколько получает. если кипящая вода потратит больше тепла она тут же охладится и перестанет кипеть, а т.к. температура кипящей жидкости не меняется то она тратит на парообразование столько же сколько получает.

Поэтому количество испаряемого пара пропорционально только подводу тепла.

Если жидкость может испарять такое количество с поверхности испаряет, если нет то закипает.

На Земле Солнце нагревает воду на 1400Вт/м², и при земном давлении вода вполне может испарять соответсвуещее количество пара с поверхности, нагревшись на 30⁰, на Марсе вода нагреться выше долей градуса не может и ей приходится кипеть даже чтоб потратить на пар жалкие 700Вт/м²...

На Марсе лужа кипит при тепературе скажем 1⁰, выделяя количество пара, много большее того что она могла бы испарить не кипя при температуре 0...0.9999⁰, но гораздо меньше чем испаряет некипя вода в земной луже при температуре 20⁰, потому что приток энергии на Марсе меньше.

[CADET]

если температура вокруг больше 0C вода растаяла она тут же должна очень быстро нагреться до температуры кипения.

Я думаю - достаточно...

[Юрий Б.]

Я думаю - достаточно...

Что - "достаточно"? Для Вас синонимичны понятия "кипение" и "быстрое испарение"?

Как раз нет, скорость испарения воды зависит не от того, кипит вода или нет, а от подвода энергии к воде.

Так что увы, на Марсе вода будет выкипать медленнее, чем на Земле испаряться без кипения.

Формулу скорости выкипания воды я Вам дал - dm/dt = W/(mL), где L=(25 - 0,024*t) * 10^5 - удельная теплота парообразования, W - подвод тепла.

[Юрий Б.]

Леонид Ксанфомалити. ГОРНЫЕ ПОТОКИ И БАССЕЙНЫ МАРСА.

[OratorFree]

Леонид Ксанфомалити.

Ну он и жизнь на Венере обнаружил. Многогранный исследователь, да.

[истребитель крыс]

Нет там никакой воды и быть не может, на земле вода течет ручьями, реками, а на песчаных склонах течь вообще не может, сколько ни лей, все уйдет в почву.
Просто мимикрия каменной составляющей.

[VLANN]

а говорят время публикации этого сообщения совпала с докладом президента РФ в ООН...
Чтоб поменьше слушали политики, и побольше восхищались наукой.

Из чего делаем вывод, что если бы Вован делал свой доклад, стоя у марсианского родника со стаканом перхлоратной водицы, внимания к нему было бы больше.

Кстати, возвращаясь к основной теме, есть ли версии, откуда там перхлораты? Насколько я понимаю, они могут иметь радиогенную природу (радиолиз хлоридов, образование гипохлорита с последующим диспропорционированием до хлората и затем перхлората), т.е. Марс "простерилизовался" уже после потери атмосферы.

[Константин ВАРБ]

Кстати, возвращаясь к основной теме, есть ли версии, откуда там перхлораты? Насколько я понимаю, они могут иметь радиогенную природу (радиолиз хлоридов, образование гипохлорита с последующим диспропорционированием до хлората и затем перхлората), т.е. Марс "простерилизовался" уже после потери атмосферы.

Ну типа того, из круговорота азота на Марсе и его оксидов.
http://forums.airbase.ru/2012/11/t85732,61--sintez-khloratov-i-perkhloratov.html
"Вкратце процедуру вижу так.
Взвешиваешь чистый гранёный стакан. В него взвешиваешь 30 г хлората натрия и 50 г воды, перемешиваешь тонкой пластиковой палочкой до растворения (тонкая, чтобы на ней было меньше потерь).
Отдельно растворяешь 30 г KNO3 в 110 г воды, этот раствор медленно при перемешивании приливаешь к первому, выпадают кристаллы.
Стакан с продуктом ставишь в баню лёд-вода, уровень воды в ней должен быть почти доверху стакана. Выдерживаешь полчаса(или час), регулярно помешивая содержимое стакана и лёд в бане.
Не вынимая из бани, высасываешь раствор фильтровальной палочкой.
Стакан с кристаллами сушишь до постоянного веса, желательно в духовке при 100С.
Взвешиваешь.

Делаешь три раза подряд, сравниваешь результаты, определяешь воспроизводимость.

Фильтровальная палочка: берёшь трубку диаметром 3-5 мм, в один конец набиваешь вату, торчащую вату срезаешь вровень с краем трубки. На другой конец трубки подаёшь вакуум.
Сначала высасываешь раствор над осадком, потом погружаешь палочку в кристаллы в разные места и ищешь там жидкость. "

А на Марсе в реакциях подобного типа http://chem21.info/page/225038101117138160003038187063234204083012036062/ 

То есть такой внятный ареологический автокатализ по осаждению атмосферного азота кислородом.

[VLANN]

Ну типа того, из круговорота азота на Марсе и его оксидов.

Азота там маловато, да и если такой путь действительно реализуется, там должно быть много нитратов. Впрочем, я с составом марсианского грунта знаком примерно на уровне нашей википедии, а она и про хлориды на Марсе не слышала, и про перхлораты тем более. Пока, пожалуй, пойду набираться знаний, чтобы не заниматься пустыми фантазиями.

[Константин ВАРБ]

А на Марсе в реакциях подобного типа http://chem21.info/page/225038101117138160003038187063234204083012036062/
Перхлораты щелочных металлов аналогично. При этом перхлорат натрия тоже очень гигроскопичное вещество  именно он и стекает ручьями.

Ну типа того, из круговорота азота на Марсе и его оксидов.

Азота там маловато, да и если такой путь действительно реализуется, там должно быть много нитратов. Впрочем, я с составом марсианского грунта знаком примерно на уровне нашей википедии, а она и про хлориды на Марсе не слышала, и про перхлораты тем более. Пока, пожалуй, пойду набираться знаний, чтобы не заниматься пустыми фантазиями.

В атмосфере Марса азота почти нет.

1) Потерять азот путём диссипации после его формирования Марс не мог.

ЭТО ФАКТ.

2) Сколько его там было изначально,  после формирования,  вопрос о возникновении планет и внутреннего устройства планет земного типа.
Геологи утверждают что земная магма вполне однородная (практически не дифференцированная) близкая к протовеществу сформировавшего Землю.
Соответственно если планеты земной группы образовывались путём коллапса, то в атмосфере первичного Марса азота должно было быть больше, ибо планете меньше и кора соответственно толще.
(но и пористость коры соответственно выше)
От этого зависит общее количество азота. В случае образования коллапсом, то азота на несколько бар.

Но это вопросы будущего.

3) В условиях Марса именно оксиды азота  вполне могли окислить хлориды до перхлоратов. (Это холодные реакции, посмотрите по ссылке, текст с неё не копируется).
Соответственно и нитратов на Марсе должно быть более чем предостаточно.

4) Водород из воды Марс теряет и до ныне.  Кислорода на Марсе более чем вдвое по отношению к угарному газу, а должно бы быть прямо наоборот, если бы он был из-за распада углекислого газа.

Это ясный для всего химика ФАКТ.

Каким образом это вероятнее всего происходит, я это уже на Астрофоруме описывал, вероятно марсианская пыль является хорошей каталитической платформой для этого процесса.
Но для того чтобы утверждать для этого нужен её химический анализ.
=================
Иных не оксид-азотных путей, за исключением биологических; образования перхлоратов на Марсе нет и быть не может.  Но вот только в тех концентрациях земная органика реагирует с ними со взрывом

[VLANN]

Иных не оксид-азотных путей, за исключением биологических; образования перхлоратов на Марсе нет и быть не может.

Тогда хотелось бы знать, сколько там нитратов. Все же теория - это одно, а практика - совсем другое. Ну и насчет других путей и их возможности/невозможности. Насколько я понимаю, гипохлорит может получаться в водной среде из хлора и (например) подходящего растворимого карбоната. Хлор может получаться путем радиолиза сухих хлоридов, мне попадалась статья, где писалось о получении хлора при облучении хлорида бария, а возможно, есть и иные пути, связанные, опять же, с радиолизом тех или иных соединений. А вот как дальше быть с гипохлоритом... Если бы была возможность его нагреть, то всё было бы просто: безо всяких дополнительных окислителей он бы разлагался сначала до хлората и хлорида, а затем хлорат - до перхлората и хлорида. Возможно, в каких-то условиях такое диспропорционирование может и при низких температурах проходить, а может и оксиды азота "виноваты", пока, на мой субъективный взгляд судить рано.

[hexagon]

Соответственно если планеты земной группы образовывались путём коллапса,

Хочется узнать какого коллапса и с чем?
Разве все планеты СС не образовались одинаково?

[незлой]

если все планеты сс образовались одинаково, то почему они все такие разные?

[hexagon]

если все планеты сс образовались одинаково, то почему они все такие разные?

Допустим, вы сидите возле костра и держите в руках горячую картошку. Если вы будете держать картошку слишком близко возле костра она обуглится со временем и станет маленькой( Меркурий), если вы будете держать на нужном расстоянии она будет пригодной для пищи( Земля) а если вы отдалите её на Север она замерзнет и станет планетой гигантом( Уран)минуя газовый  процесс Юпитера и перейдя в холодное состояние.Также, из за внутренних процессов за миллиарды лет на каждой планете тоже происходят процессы так что хим состав планет может быть разным.