¿Por qué mi refresco líquido se congeló una vez que lo saqué del refrigerador y lo abrí?

No es una perturbación, el líquido no está sobreenfriado en este caso. Sin embargo, está justo a 0 grados.

No es la caída de presión directamente, porque puede dar una estimación del límite superior de cuánto enfriamiento hace directamente la caída de presión en función de la observación de que la presión no es más que unas pocas atmósferas. Eso significa que el espacio del gas en la botella se multiplica por un factor de, digamos, 10 (eso es demasiado grande), y (kT veces) la ganancia de entropía por átomo es

$kT\Delta S = kT log(10)$

y kT es 1/30 eV, por lo que obtienes en el mejor de los casos 1/10 eV por átomo de gas. La densidad del gas en la parte superior es 1/300 de la densidad del agua, y el enfriamiento total máximo de la expansión de ese gas es insignificante por átomo de líquido. No hay enfriamiento y calentamiento significativos al comprimir un líquido, ya que esencialmente no se realiza trabajo en el proceso, por lo que la caída de presión no le hace nada al líquido.

Pero la caída de presión hace que la soda se sobresature con respecto a su CO ₂ disuelto , y este CO ₂ se desgasifica de un estado líquido a un estado gaseoso, y esto es una enorme ganancia de entropía. Al desgasificar el CO ₂ disuelto en burbujas, cada átomo de CO ₂ obtiene un aumento de 300 veces del volumen disponible para moverse, y esto puede enfriar el líquido por

$kT log(300) \approx {1\over 4} eV$

Entonces obtienes$.25 eV$_{por molécula de CO 2} liberada , que es comparable a la energía de enlace de una molécula de agua. Entonces, cada CO ₂ desgasificado congela aproximadamente 1 H ₂ O, y esto congela una red de filamentos de agua alrededor de las burbujas desgasificadas, formando un aguanieve.

Farenheit calibró su termómetro para que 0 grados sea el punto de congelación del agua salada. El agua dulce se congela a 32F. El agua con cosas disueltas se congela a una temperatura más baja que el agua con menos cosas disueltas.

Otra hipótesis de por qué la soda se congela después de abrirla es que cuando la abres, se libera algo de CO2 y se disuelve menos CO2 en el agua. Esto elevará la temperatura a la que se congela el refresco.

Es posible que la gaseosa se haya enfriado a 27 °F y que el punto de congelación de la gaseosa con mucho CO2 sea de 25 °F, por lo que permanece líquida. Cuando lo abre, se escapa suficiente CO2 para cambiar el punto de congelación a 30F y parte del refresco se congela.

Una prueba sería ver si el refresco se enfría o se calienta cuando se abre. En el ejemplo anterior, el refresco se calentaría de 27F a 30F cuando se abre. Mi suposición es que un refresco que se congela cuando se abre se calentará un poco, pero que un refresco que no se congela cuando se abre se enfriará un poco, tan ligeramente que dudo que pueda medirlo.

Esto es muy simple. cuando un gas pierde presión se enfría. cuando se quita la parte superior de una bebida carbonatada, se libera gas que se expande y enfría el líquido lo suficiente como para congelarlo. algún tiempo abra la válvula en un tanque de buceo. el aire que sale será frío, se está expandiendo. el mismo tanque se calentará mucho mientras se llena. por eso se colocan en tanques de agua durante el llenado.

Es por la Ley de los Gases Ideales, PV=nRT. El refresco está en equilibrio dentro de la botella o lata sellada. Pero cuando lo abres, ese equilibrio se altera. La presión disminuye, por lo que la temperatura también disminuirá.