|
Chtěl bych požádat chemie znalého přispivatele k osvětlení informací o tekutém metanu. Tento se na Titanu podle všeho vyskytuje v tekuté formě, snad i vytváří koryta řek či říček, jezera a působí erozívně na břehy. Jak si však tekutý metan představit? K čemu ho laicky připodobnit? Jak se chová kapalný metan při -180°C? Prší-li metanový déšť a vytváří-li "kapky velikosti jablka", jak dochází ke stékání kapaliny a jak se asi chová takový metanový potok? Dokáže toto někdo alespoň přibližně popsat? Snad někoho přílišnou naivitou otázky nepohorším, ale já opravdu tekutý metan při - 180°C ještě neviděl, někdo ale třeba ano a dokáže se k tomu vyjádřit.
Děkuji
____________________
Vašek |
|
Kapalný metan je velmi řídká kapalina s hustotou méně než poloviny hustoty vody (0.4 g/cm3). Tuhne při -182,5 st. C, vře (za tlaku 1 atm) při -161,6 st. C (tedy při tlaku 1,6 atm, ktery panuje na povrchu měsíce Titan o něco výše). Je přibližně 200x méně viskozní než voda, tedy tekl by podstatně rychleji než voda a měl méně erozivní účinky.
Připojuji (v angličitině) základní fyzikální vlastnosti metanu:
Molecular Weight
Molecular weight : 16.043 g/mol
Solid phase
Melting point : -182.5 °C
Latent heat of fusion (1,013 bar, at triple point) : 58.68 kJ/kg
Liquid phase
Liquid density (1.013 bar at boiling point) : 422.62 kg/m3
Liquid/gas equivalent (1.013 bar and 15 °C (59 °F)) : 630 vol/vol
Boiling point (1.013 bar) : -161.6 °C
Latent heat of vaporization (1.013 bar at boiling point) : 510 kJ/kg
Critical point
Critical temperature : -82.7 °C
Critical pressure : 45.96 bar
Gaseous phase
Gas density (1.013 bar at boiling point) : 1.819 kg/m3
Gas density (1.013 bar and 15 °C (59 °F)) : 0.68 kg/m3
Compressibility Factor (Z) (1.013 bar and 15 °C (59 °F)) : 0.998
Specific gravity (air = 1) (1.013 bar and 21 °C (70 °F)) : 0.55
Specific volume (1.013 bar and 21 °C (70 °F)) : 1.48 m3/kg
Heat capacity at constant pressure (Cp) (1 bar and 25 °C (77 °F)) : 0.035 kJ/(mol.K)
Heat capacity at constant volume (Cv) (1 bar and 25 °C (77 °F)) : 0.027 kJ/(mol.K)
Ratio of specific heats (Gamma:Cp/Cv) (1 bar and 25 °C (77 °F)) : 1.305454
Viscosity (1.013 bar and 0 °C (32 °F)) : 0.0001027 Poise
Thermal conductivity (1.013 bar and 0 °C (32 °F)) : 32.81 mW/(m.K)
Miscellaneous
Solubility in water (1.013 bar and 2 °C (37 °F)) : 0.054 vol/vol
Autoignition temperature : 595 °C
Zajímavý článek o tom, jak by se mohl chovat oceán na Titanu, byl zveřejněn na:
http://www.lpi.usra.edu/meetings/lpsc97/pdf/1690.PDF
|
|
Proc nepisete do diskuze "Cassini"? Prijde mi to nezodpovedne, kdyz se tvori vic diskuzi ke stejnemu tematu. Kdo bude pozdejc v diskuzich hledat informace, nevyzna se v tom pak.
Mozna by casem spravce mohl v dikuzich udelat poradek, napr. ty ke stejnemu tematu nebo malo pocetne nektere spojit.
Mam nazbyt nekolik pozvanek od googlemail, nabizim je ctenarum kosmo v poradi, v jakem napisou. Kdyz se neozvu, uz nemam. |
|
citace:
Kapalný metan je velmi řídká kapalina s hustotou méně než poloviny hustoty vody (0.4 g/cm3). Tuhne při -182,5 st. C, vře (za tlaku 1 atm) při -161,6 st. C (tedy při tlaku 1,6 atm, ktery panuje na povrchu měsíce Titan o něco výše). Je přibližně 200x méně viskozní než voda, tedy tekl by podstatně rychleji než voda a měl méně erozivní účinky.
Připojuji (v angličitině) základní fyzikální vlastnosti metanu:
Molecular Weight
Molecular weight : 16.043 g/mol
Solid phase
Melting point : -182.5 °C
Latent heat of fusion (1,013 bar, at triple point) : 58.68 kJ/kg
Liquid phase
Liquid density (1.013 bar at boiling point) : 422.62 kg/m3
Liquid/gas equivalent (1.013 bar and 15 °C (59 °F)) : 630 vol/vol
Boiling point (1.013 bar) : -161.6 °C
Latent heat of vaporization (1.013 bar at boiling point) : 510 kJ/kg
Critical point
Critical temperature : -82.7 °C
Critical pressure : 45.96 bar
Gaseous phase
Gas density (1.013 bar at boiling point) : 1.819 kg/m3
Gas density (1.013 bar and 15 °C (59 °F)) : 0.68 kg/m3
Compressibility Factor (Z) (1.013 bar and 15 °C (59 °F)) : 0.998
Specific gravity (air = 1) (1.013 bar and 21 °C (70 °F)) : 0.55
Specific volume (1.013 bar and 21 °C (70 °F)) : 1.48 m3/kg
Heat capacity at constant pressure (Cp) (1 bar and 25 °C (77 °F)) : 0.035 kJ/(mol.K)
Heat capacity at constant volume (Cv) (1 bar and 25 °C (77 °F)) : 0.027 kJ/(mol.K)
Ratio of specific heats (Gamma:Cp/Cv) (1 bar and 25 °C (77 °F)) : 1.305454
Viscosity (1.013 bar and 0 °C (32 °F)) : 0.0001027 Poise
Thermal conductivity (1.013 bar and 0 °C (32 °F)) : 32.81 mW/(m.K)
Miscellaneous
Solubility in water (1.013 bar and 2 °C (37 °F)) : 0.054 vol/vol
Autoignition temperature : 595 °C
Zajímavý článek o tom, jak by se mohl chovat oceán na Titanu, byl zveřejněn na:
http://www.lpi.usra.edu/meetings/lpsc97/pdf/1690.PDF
____________________
Vašek |
|
citace:
Mam nazbyt nekolik pozvanek od googlemail, nabizim je ctenarum kosmo v poradi, v jakem napisou. Kdyz se neozvu, uz nemam.
Pozvanky od Googlemail na co? K cemu te zvou? |
|
| Já tedy nejsem přesně obeznámen, ale myslím že Gmail má extrémně velkou kapacity schránky, leč je jen ve zkušebním provozu pro omezený počet účasníků. Takže členem se můžeš stát jen na základě pozvánky. |
|
| S tou viskozitou metanu je to asi nejaka mylka. Podle mojeho simulacniho programu (ktery bude mit zrejme omezenou presnost za techhle podminek) Je viskozita metanu v podminkach Titanu jen asi 10 krat mensi nez viskozita vody kolem 2 stC a priblizne stejna jako viskozita horke vody (cca 80 stC). Navic viskozita ma vliv na rychlost proudeni. Na erozi vsak muze mit podstatne vetsi vliv tvrdost materialu a rozdil ve specifickych hmotnostech kapaliny a erodovaneho materialu. Takze kapalny metan bude presunovat a obrusovat balvany z vodniho ledu urcite lip nez je tomu v pripade vody a kremicitych balvanu. Taky by me docela prekvapilo pokud by ty balvany byly z cisteho ledu a ne z hydratu metanu, coz ale samozrejme zavisi na mnoha faktorech, zejmena by voda musela tuhnout v pritomnosti metanu za vhodnych podminek. Jinak je zajimavy udaj ze byla namerena koncentrace metanu v atmosfere 30%. Bohuzel bez udaje celkoveho tlaku se z toho moc vycist neda. Zjednodusene cim nize ta koncentrace byla namerena, tim vyprahlejsi je Titan. Ekvivalentne bych to prirovnal k velmi dusnemu dni pred bourkou. Vzhledem k tomu ze Titan byl zrovna ozaren sluncem je mozne ze vecer nebo v noci tam byla poradna bourka. Zapomel jsem/nemel jsem moznost porovnat vyparna tepla - cili jak rychly je kolobeh methanu a jake jsou rozdily v teplotach v noci a ve dne - to by hodne napovedelo. Take by bylo zajimave se zamyslet nad tim jaky ma vliv vyssi rozdil mezi hustotami (za danych podminek) dusiku a methanu oproti dusiku a vodni pare na Zemi. Zrejme je tam oblacnost metanu mnohem vyse nez na Zemi a u povrchu se drzi pary tezsich uhlovodiku. Coz mi ale moc nesedi s tim zvysovani obsahu metanu pri klesani. Leda ze by vsechny deje byly dost dynamicke. Ned kapalnym metanem vyparujicim se na slunci by proste nemerili vyssi koncentrace metanu. Bohuzel jsem nevidel zadny profil koncentraci v zavislosti na teplote a tlaku. |
|
| Aha, takze vyparne teplo metanu je ctyrikrat nizsi nez u vody, coz znamena ze se vyparuje lepe, coz ale nic nerika o dynamicnosti Titanovy atmosfery, protoze nezname (ja neznam) rozdily mezi teplotou v noci a ve dne, neboli kolik tepla vlastne Titan prijme od Slunce a kolik vyzari (to by mohlo byt cca 1000 krat min, takze kolobeh metanu by mel byt tak 250krat slabsi nez kolobeh vody na Zemi?). |
|
Citace ze zmíněé literatury (viz výše) k problematice viskozity. (Za ty 200x se omlouvám).
We calculated the physical properties of the liquids using the Peng-Robinson state equation at 94 K of temperature and 0.15 MPa of pressure. The liquid of the ocean or lakes show a density of 615.22 kg/m3 and a viscosity of 547.81 mPa s, whereas the pure methane liquid show a density of 447.81 kg/m3 and a viscosity of 187.16 mPa s. Generally speaking, the Titanian liquidsphere show values of densities and viscosities lower than on the Earth. These data, along with a lower gravity (1.35 m/s), provide a quite different scenario with respect to the Earth hydrosphere. |
|
citace:
The liquid of the ocean or lakes show a density of 615.22 kg/m3 and a viscosity of 547.81 mPa s, whereas the pure methane liquid show a density of 447.81 kg/m3 and a viscosity of 187.16 mPa s.
Musim se na ten clanek mrknou, ale nemam zrovna cas. Jinak jeste porad to neni ono, ta viskozita co uvadite neni v mPa*s, ale v mikroPa*s. Voda v beznych podminkach ma napriklad kolem 500 mikroPa*s. Nektere glykoly nebo treba studeny fritovaci olej maji cca 600 000 mikroPa*s nebo i vic a jeste tecou docela dobre. |
|
Skutečně v té práci bylo mili místo mikro (ale není to moje chyba, je to tak v originále - byli to Italové).
Jinak jsem našel ještě zajímavou citaci
http://www.la.dlr.de/ra/sart/publications/pdf/esa01-2004.pdf
zabývající se použitím kapalného methanu jako raketového paliva a tam na str. 3 vlevo dole je pěkný graf závislosti viskozity čistého kapalného methanu na teplotě při různých tlacích. Z grafu skutečně vyplývá, že viskozita při 0,1 až 0,5 MPa (na Titanu 0,15 MPa) je někde mezi 1,5 až 2,0 x 10^-4 Pa*s (strašně strmě tam s teplotou roste, až do zhruba 2,25 při bodu tuhnutí.
|
|
citace:
Aha, takze vyparne teplo metanu je ctyrikrat nizsi nez u vody, coz znamena ze se vyparuje lepe, coz ale nic nerika o dynamicnosti Titanovy atmosfery, protoze nezname (ja neznam) rozdily mezi teplotou v noci a ve dne, neboli kolik tepla vlastne Titan prijme od Slunce a kolik vyzari (to by mohlo byt cca 1000 krat min, takze kolobeh metanu by mel byt tak 250krat slabsi nez kolobeh vody na Zemi?).
|
|
citace:
Aha, takze vyparne teplo metanu je ctyrikrat nizsi nez u vody, coz znamena ze se vyparuje lepe, coz ale nic nerika o dynamicnosti Titanovy atmosfery, protoze nezname (ja neznam) rozdily mezi teplotou v noci a ve dne, neboli kolik tepla vlastne Titan prijme od Slunce a kolik vyzari (to by mohlo byt cca 1000 krat min, takze kolobeh metanu by mel byt tak 250krat slabsi nez kolobeh vody na Zemi?).
|
| 23.5.2005 - 08:39 - Anonym | |
|
| Kapalný methan se chová přibližně jako kapalný dusík (viděl jsem ho na vlastní oči). Co se týče jeho toku, bude pravděpodobně téci mnohem rychleji než voda, ale jelikož na titanu je menší gravitace, nebude to s tou rychlostí zas tak horké. Říčky budou pravděpodobně velmi široké, ale mělké, jelikož korozovní působení kapalného methanu je díky jeho malé hustotě a nízké reaktivitě velmi malé. Kapky jsou tak veliké díky nízké gravitaci (na kapku nepůsobí takové deformční síly jako na zemi a díky pomalému pádu má mnohem více času na přibalení dalších kapek). Tak to je moje představa. |
|
| Nizka reaktivita? Pokud vim tak tam jsou kameny z ledu, nebo z hydratu metanu a kdyztak nejake slozitejsi uhlovodikove usazeniny. Led nebo hydrat je docela tvrdy, ale taky krehky. Navic tam byly pozorovany docela hluboka udoli, ktera byla vyhloubena pravdepodobne tekoucim metanem. Huygens pristal zrejme na nejake plazi. Ty oble kameny svedci o intenzivnim presunovani a treni ledovych kamenu o sebe. Otazka je jak vznikly ty pohori a kopecky. Treba to jsou okraje erodovanych krateru, nebo stopy po kryovulkanismu. Prece jen se tam musi nejak projevovat slapove sily Saturnu. |
|
Dalsi dva mozaikove snimky z Huygense
http://www.spaceflightnow.com/cassini/050522disr.html
Skoda, ze museli pouzit tak silnou kompresi dat, zvlast na tom zaberu zblizka to dela spoustu artefaktu. |
| 08.6.2005 - 20:32 - Anonym | |
|
from Esa.int:
A team of European and US scientists, using Cassini-Huygens data, have found that Saturn’s smoggy moon Titan may have volcanoes that release methane in the atmosphere. |
|
Jezera na Titanu jsou obklopena krytaly, které na Zemi neznáme. Kokrystaly benzenu a etanu, nebo acetylénu a butanu.
http://astrobiology.com/2019/06/bathtub-rings-around-titans-lakes-might-be-made-of-alien-crystals.html |
|
citace:
Jezera na Titanu jsou obklopena krytaly, které na Zemi neznáme. Kokrystaly benzenu a etanu, nebo acetylénu a butanu.
http://astrobiology.com/2019/06/bathtub-rings-around-titans-lakes-might-be-made-of-alien-crystals.html
už máme v tom vesmíre čo ťažiť? |
