Advertencia: esta pregunta contiene spoilers del primer episodio de la serie de televisión de 2018 Lost in Space de Netflix.
En la serie, la nave espacial de Robinson, Júpiter, cae sobre un planeta y se sumerge en el agua de un glaciar que se derritió. Judy entra al agua y nada hasta la nave espacial para conseguir una batería. Un minuto después, no puede salir porque el agua se congela demasiado rápido y la retiene en el hielo.
De acuerdo con lo dicho en el episodio, sabemos:
Entonces, dada esta información, me gustaría saber si es posible que el agua se congele tan rápido de esa manera.
Nota: no soy un experto en física, por lo que le agradecería que utilizara un lenguaje no tan técnico.
Como no sabemos nada sobre la temperatura inicial del agua, otra explicación divertida pero poco probable sería considerar lo que llamamos agua sobreenfriada.
Básicamente, a presión atmosférica, el agua por debajo de 0°C no tieneser sólido. Efectivamente, sería su estado más natural. Pero en realidad, si enfría un poco de agua muy pura y muy estable, puede obtener muy fácilmente... un líquido muy frío por debajo de 0 °C. Todo esto se debe a que para que las moléculas de agua se reorganicen en cristales de hielo, necesitan algún apoyo en el que confiar, una pequeña semilla alrededor de la cual crecer (a eso lo llamamos núcleo). Entonces, si no hay impurezas en esa agua, ¡entonces puede enfriarla sin congelarla! También debe tener cuidado de mantenerlo estable, porque la energía de un choque le daría la patada que necesita para comenzar la cristalización. Puede encontrar muchos videos de YouTube que demuestran este fenómeno. Entonces, si asumimos que su agua ya está bajo cero y en un estado sobreenfriado, entonces el nadador en ella iniciaría la cristalización, lo que sucedería muy rápidamente. Por todo lo que sé,
Tu historia me hace pensar en eso porque hay una leyenda horrible pero genial sobre un lago en Rusia llamado lago Ladoga. Supuestamente, durante el asedio de Leningrado en 1942, en una fría noche de invierno, se inició un incendio en el bosque, asustando a miles de caballos. Los que pudieron huir de las llamas se sumergieron en las frías aguas del lago. Y de repente, con un sonido de vidrios rotos, el lago se congeló mientras los caballos saltaban en él, atrapando a cientos de ellos en el hielo. Creo que fue Hubert Reeves quien sugirió por primera vez que el lago podría haber estado sobreenfriado, lo que podría explicar esta congelación repentina, con el sonido característico de los cristales rotos. Sin embargo, la mayoría de la gente sugiere que es solo una tontería, ya que el agua tendría que ser increíblemente pura y constante (lo cual no es muy natural). Además, Nunca había visto un experimento sobre agua sobreenfriada a escalas tan grandes. No sé si esto aguantaría.
En resumen, el agua sobreenfriada podría ser una forma (poco probable) de justificarlo. Pero no tan mal con respecto a los estándares de la serie :)
Acabo de terminar de ver el episodio piloto y la forma en que trataron la física del agua congelada es suficiente para que no quiera ver el segundo episodio.
Primero diré que no soy físico de ninguna manera, aunque me interesó la física desde muy joven. Mi experiencia proviene del hecho de que he vivido la mayor parte de mis 42 años en Minnesota y puedo decir que he aprendido un par de cosas sobre cómo se comporta el agua en temperaturas bajo cero.
Otros han señalado que el agua podría haberse sobreenfriado y solo necesitaba un punto de nucleación para congelarse. Sostengo que Judy no fue la primera agitadora del agua sobreenfriada. ¿Hemos olvidado todos que un barco acaba de estrellarse contra el lago glacial? Eso debería haber sido un punto de nucleación suficiente para desencadenar la cristalización.
A menos que haya una fuente de frío proveniente de debajo de la superficie del planeta (que no parece existir porque a varias millas del paisaje ártico hay un bosque templado de coníferas), entonces el agua, como han señalado otros, se congelaría. desde la parte superior. Si fuera lo suficientemente frío como para congelar el agua a una profundidad de incluso unas pocas pulgadas en ese corto período de tiempo, las personas en la superficie se habrían congelado mucho más rápido y no podrían hacer nada con la piel expuesta. Además, ¿cómo podría llover cuando la temperatura ambiente es de -60 grados? No creo que digan si es Fahrenheit o Celsius, pero diría que no importa. -60F y -60C son temperaturas extremadamente frías y suficientes para congelar la piel expuesta en cuestión de minutos. Mientras la lluvia continúa cayendo como un líquido, se congela cuando golpea el lago. ¿Por qué la lluvia no se congela en la cara de las personas o en la pantalla de la computadora portátil (¿impermeable?)?
Está claro que los escritores no han pasado mucho tiempo en lugares fríos y usan el agua y el hielo como dispositivos de trama convenientes sin tener en cuenta la física.
Se necesitaría más información para hacer lo que quieres. Para calcular el tiempo que tardaría en congelarse el lago, primero tendríamos que encontrar la energía que debe perder el lago para congelarlo por completo, lo cual no podemos hacer a menos que conozcamos el área superficial de El lago. (Debemos saber cuanta agua estamos congelando). ¡Tampoco sabemos cuál es la temperatura inicial del lago! Por lo tanto, ni siquiera podemos saber cuánta energía se debe gastar para congelar incluso una unidad de volumen. Si logra estimar esas cantidades faltantes, entonces debe enfrentar la desafiante tarea de encontrar la velocidad a la que la superficie pierde calor. Para esta última parte deberías buscar en internet, ya que la velocidad a la que se pierde energía en la superficie de un lago probablemente haya sido modelada por alguien, dado que existen aplicaciones prácticas para este problema. Pero, de nuevo, esto no resolverá su problema sin la información que falta.
Editar: dado que la situación solo tomó un minuto, tal vez podría suponer que ella entró al agua cuando ya estaba muy cerca de la temperatura de fusión, a menos que haya una razón para que la temperatura en ese planeta cambie mucho en cuestión de segundos. . De esta manera, podría eliminar la temperatura inicial (que de otro modo sería imposible de obtener) y asumir que la energía total es la necesaria para congelar el agua a su temperatura de congelación. También hace que quien lo intentó sea muy incompetente por no darse cuenta de esto, pero estoy divagando.
Lame caliente