Что значит тройная точка воды
Трехточечные характеристики воды, циклогексана и бензола
тройная точка это термин в области термодинамики, который относится к температуре и давлению, при которых одновременно находятся три фазы вещества в состоянии термодинамического равновесия. Эта точка существует для всех веществ, хотя условия, в которых они достигаются, сильно различаются между.
Тройная точка также может включать более одной фазы одного типа для конкретного вещества; то есть наблюдаются две разные фазы твердого вещества, жидкости или газа. Гелий, в частности его изотоп гелий-4, является хорошим примером тройной точки, включающей две отдельные жидкие фазы: нормальную и сверхтекучую жидкость.
Характеристики тройной точки
Тройная точка воды используется для определения Кельвина, базовой единицы термодинамической температуры в международной системе единиц (СИ). Это значение фиксируется по определению, а не измеряется.
Тройные точки каждого вещества можно наблюдать с помощью фазовых диаграмм, которые представляют собой построенные графики, которые позволяют демонстрировать ограничивающие условия для твердой, жидкой, газообразной фаз (и других, в особых случаях) вещества, в то время как они проявляют изменения температуры, давления и / или растворимости.
Вещество может быть найдено в его точке плавления, в которой твердое вещество встречается с жидкостью; Это может также быть найдено в его точке кипения, где жидкость встречает газ. Однако именно в тройной точке достигаются все три этапа. Эти диаграммы будут отличаться для каждого вещества, как будет видно позже.
Тройная точка может эффективно использоваться при калибровке термометров с использованием трехточечных ячеек.
Это образцы веществ в изолированных условиях (внутри стеклянных «ячеек»), которые находятся в тройной точке с известными условиями температуры и давления и, таким образом, облегчают изучение точности измерений термометром..
Изучение этой концепции также использовалось при исследовании планеты Марс, на которой пытались узнать уровень моря во время миссий, которые проводились в десятилетие 1970-х годов..
Тройная точка воды
В этот момент возможно преобразовать вещество в любую из трех фаз с минимальными изменениями его температуры или давления. Даже если общее давление системы может быть выше требуемого для тройной точки, если парциальное давление пара составляет 611 656 Па, система достигнет тройной точки в равной степени..
На предыдущем рисунке можно наблюдать представление тройной точки (или тройная точка, на английском языке) вещества, диаграмма которого аналогична диаграмме воды, в зависимости от температуры и давления, необходимых для достижения этого значения.
В случае воды эта точка соответствует минимальному давлению, при котором может существовать жидкая вода. При давлениях, меньших этой тройной точки (например, в вакууме), и при использовании нагрева с постоянным давлением твердый лед будет превращаться непосредственно в водяной пар, не проходя через жидкость; этот процесс называется сублимацией.
За пределами этого минимального давления (Pф), лед сначала растает, образуя жидкую воду, и только потом он испарится или закипит, образовав пар.
Для многих веществ значение температуры в его тройной точке является минимальной температурой, при которой может существовать жидкая фаза, но это не происходит в случае воды. Для воды этого не происходит, поскольку температура плавления льда уменьшается в зависимости от давления, как показано зеленой пунктирной линией на предыдущем рисунке..
В фазах высокого давления вода имеет довольно сложную фазовую диаграмму, на которой показаны пятнадцать известных фаз льда (при разных температурах и давлениях), в дополнение к десяти различным тройным точкам, которые представлены на следующем рисунке:
Можно отметить, что в условиях высокого давления лед может существовать в равновесии с жидкостью; Диаграмма показывает, что температуры плавления увеличиваются с давлением. При постоянных низких температурах и повышающемся давлении пар может превращаться непосредственно в лед, не проходя через жидкую фазу.
Различные условия, которые возникают на планетах, где изучалась тройная точка (Земля на уровне моря и в экваториальной области Марса), также представлены на этой диаграмме..
Диаграмма ясно показывает, что тройная точка изменяется в зависимости от местоположения по причинам атмосферного давления и температуры, а не только от вмешательства экспериментатора..
Тройная точка циклогексана
Циклогексан представляет собой циклоалкан, который имеет молекулярную формулу C6H12. Это вещество имеет особенность наличия трехточечных условий, которые можно легко воспроизвести, как в случае с водой, поскольку эта точка находится при температуре 279,47 К и давлении 5 388 кПа..
В этих условиях наблюдается кипение, затвердевание и плавление соединения с минимальными изменениями температуры и давления..
Бензол тройная точка
В случае, аналогичном циклогексану, бензол (органическое соединение с химической формулой C6H6) легко воспроизвела условия тройной точки в лаборатории.
Его значения составляют 278,5 К и 4,83 кПа, поэтому также часто экспериментируют с этим компонентом на начальном уровне..
Тройная точка воды — несколько точных определений и видео
Тройная точка воды (далее по тексту возможно ТТВ) – что это такое, и что происходит с водой в этот момент …
Тройная точка воды — это …
Очевидно, что многие из нас слышали про тройную точку воды, однако далеко не все знают и понимают, что это такое. Для начала, для лучшего и более объемного понимания этого термина, приведем несколько определений из различных источников.
Большой Энциклопедический словарь
Большой Энциклопедический словарь. 2000
Энциклопедический словарь по металлургии
Тройная точка — точка на термодинамической диаграмме состояния, соответствующая равновесию трех фаз рассматриваемой термодинамической системы. Например, тройная точка воды соответствует равновесию системы, состоящей из льда, воды и водяного пара. Температура тройной точки воды 0°С или 273,16 К.
Энциклопедический словарь по металлургии. — М.: Интермет Инжиниринг. Главный редактор Н.П. Лякишев. 2000
Физическая энциклопедия
Тройная точка – в термодинамике, точка на диаграмме состояния, соответствующая равновесному сосуществованию трёх фаз в-ва. Из Гиббса правила фаз следует, что химически индивидуальное в-во (однокомпонентная система) в равновесии не может иметь больше трёх фаз. Эти три фазы (напр., твёрдая, жидкая и газообразная или, как у серы, жидкая и две аллотропные разновидности кристаллической) могут совместно сосуществовать только при значениях темп-ры Тт и давления рт, определяющих на диаграмме р — Т координаты Т. т. (рис.). Для СО2, напр., Tт=216,6К, рт=5,16•105 Н/м2, для Т. т. воды — осн. реперной точки абс. термодинамич. температурной шкалы — Тт=273,16К (точно), рт=4,58 мм рт. ст. (609 Н/м2).
Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988
Научно-технический энциклопедический словарь
ТРОЙНАЯ ТОЧКА, температура и давление, при которых все три состояния вещества (твердое, жидкое, газообразное) могут существовать одновременно. Для воды тройная точка находится при температуре 273,16 К и давлении 610 Ра.
Научно-технический энциклопедический словарь
Подводя итог, можем сказать, что в природе существует некоторое соотношение температуры, и давления при котором вещество может существовать одновременно в трех состояниях.
Температура и давление, соответствующие тройной точке воды
Для воды тройная точка соответствует таким показаниям температуры и давления:
ТТВ – видео
Предлагаем посмотреть вам видео, которое прекрасно визуализирует поведение воды в тройной точке.
Выводы
Как мы видим, вода находится в непрерывной циклической трансформации своих состояний … весьма интересное зрелище – вечное движение.
Тройная точка – это вещество в трех «ипостасях» одновременно … Рекомендуем посмотреть видео всем, в обязательном порядке.
Тройная точка воды
Содержание
Одновременное сосуществование трёх фаз воды
Как видно из параметров тройной точки воды, при нормальных условиях равновесное сосуществование льда, водяного пара и жидкой воды невозможно. Это обстоятельство вроде бы противоречит обыденным наблюдениям — лёд, вода и пар часто наблюдаются одновременно. Но противоречия нет — наблюдаемые состояния далеки от термодинамически равновесных и реализуются на практике только из-за кинетических ограничений фазовых переходов. Тройная точка воды характеризуется определенным набором параметров давления и температуры, поэтому может иногда использоваться как «реперная» — то есть опорная, например, для калибровки приборов.
См. также
Ссылки
Примечания
Полезное
Смотреть что такое «Тройная точка воды» в других словарях:
тройная точка воды — (для элемента, представляющего собой разновидность сосуда Дьюара) [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN triple point of waterTPW … Справочник технического переводчика
Тройная точка — воды; p давление; t температура. ТРОЙНАЯ ТОЧКА, состояние равновесного сосуществования трех фаз вещества, обычно твердой, жидкой и газообразной. Температура тройной точки воды (точки сосуществования льда, воды и пара) 0,01°C (273,16 К) при… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
Тройная точка — точка на термодинамической диаграмме состояния, соответствующая равновесию трех фаз рассматриваемой термодинамической системы. Например, тройная точка воды соответствует равновесию системы, состоящей из льда, воды и водяного пара. Температуpa… … Энциклопедический словарь по металлургии
ТРОЙНАЯ ТОЧКА — точка на термодинамической диаграмме состояния, соответствующая равновесию трех фаз рассматриваемой термодинамической системы. Например, тройная точка воды соответствует равновесию системы, состоящей из льда, воды и водяного пара. Темпеpaтура… … Металлургический словарь
тройная точка — состояние равновесного сосуществования трёх фаз вещества, обычно твёрдой, жидкой и газообразной. Температура тройной точки воды (точки сосуществования льда, воды и пара, рис.) равна 0,01°C (273,16 К) при давлении 6,1 гПа (4,58 мм рт. ст.). * * * … Энциклопедический словарь
Тройная точка — Типичные виды фазовых диаграмм. Зелёная линия из точек показывает аномальное поведение воды Тройная точка точка на фазовой диаграмме, где сходятся три линии фазовых … Википедия
тройная точка — [tri pie point] точка на диаграммы состояния, соответствующая сосуществованию трех фаз вещества. Из правила фаз следует, что у химически индивидуального вещества (однокомпонентная система) при равновесии не может быть больше трех фаз. Эти три… … Энциклопедический словарь по металлургии
ТРОЙНАЯ ТОЧКА — в термодинамике, точка на диаграмме состояния, соответствующая равновесному сосуществованию трёх фаз в ва. Из Гиббса правила фаз следует, что химически индивидуальное в во (однокомпонентная система) в равновесии не может иметь больше трёх фаз.… … Физическая энциклопедия
ТРОЙНАЯ ТОЧКА — ТРОЙНАЯ ТОЧКА, температура и давление, при которых все три состояния вещества (твердое, жидкое, газообразное) могут существовать одновременно. Для воды тройная точка находится при температуре 273,16 К и давлении 610 Ра … Научно-технический энциклопедический словарь
Что значит тройная точка воды
Тройная точка
Соотношения между различными состояниями наглядно и отчетливо показывает диаграмма для воды, изображенная на рис. 4.11.
Такую диаграмму можно построить для любого тела.
Если в условия «левой области» поместить воду или пар, то они станут льдом. Если в «нижнюю область» внести жидкость или твердое тело, то получится пар. В «правой области» пар будет конденсироваться, а лед плавиться.
Диаграмма существования фаз позволяет сразу же ответить, что произойдет с веществом при нагревании или при сжатии. Нагревание при неизменном давлении изобразится на диаграмме горизонтальной линией. Вдоль этой линии слева направо движется точка, изображающая состояние тела.
Иначе будет обстоять дело для льда, нагреваемого при очень небольшом давлении, скажем, чуть ниже 5 мм рт. ст. Процесс нагревания изобразится линией, идущей ниже тройной точки. Кривые плавления и кипения не пересекаются этой линией. При таком незначительном давлении нагревание приведет к непосредственному переходу льда в пар.
На рис. 4.12 эта же диаграмма показывает, какое интересное явление произойдет при сжатии водяного пара в состоянии, помеченном на рисунке крестиком. Сначала пар превратится в лед, а затем расплавится. Рисунок позволяет тут же сказать, при каком давлении начнется рост кристалла и когда произойдет плавление.
Диаграммы состояния всех веществ похожи одна на другую. Большие, с житейской точки зрения, различия возникают из-за того, что место нахождения тройной точки на диаграмме может быть у разных веществ самым различным.
Если давление в тройной точке меньше атмосферного, то для нас, живущих в «нормальных» условиях, вещество относится к плавящимся. При повышении температуры оно сначала превращается в жидкость, а потом закипает.
Мы уже рассказали читателю, каким образом определяется один градус температуры по шкале Кельвина, или, как требует сейчас говорить система СИ,- один кельвин. Однако речь шла о принципе определения температуры. Не все институты метрологии обладают идеальными газовыми термометрами. Поэтому шкалу температуры строят с помощью фиксированных природой точек равновесия между разными состояниями вещества.
Особую роль при этом играет тройная точка воды. Градус Кельвина определяют сейчас как 273,16-ю часть термодинамической температуры тройной точки воды. Тройная точка кислорода принята равной 54,361 К. Температура затвердевания золота положена равной 1337,58 К. Пользуясь этими реперными точками, можно точно отградуировать любой термометр.
Тройная точка
Тройна́я то́чка — точка на фазовой диаграмме, где сходятся три линии фазовых переходов. Тройная точка — это одна из характеристик химического вещества. Обычно тройная точка определяется значением температуры и давления, при котором вещество может равновесно находиться в трёх (отсюда и название) агрегатных состояниях — твёрдом, жидком и газообразном. В этой точке сходятся линии плавления, кипения и сублимации.
В более общем случае могут рассматриваться и другие фазы вещества, не соответствующие различным агрегатным состояниям. На достаточно богатых фазовых диаграммах может быть несколько тройных точек. Вещество в тройной точке в состоянии термодинамического равновесия может частично находиться во всех трёх фазах. На многомерных фазовых диаграммах (то есть если кроме температуры и давления присутствуют иные интенсивные величины) могут существовать четверные и т. д. точки.
См. также
Внешние ссылки
Полезное
Смотреть что такое «Тройная точка» в других словарях:
ТРОЙНАЯ ТОЧКА — в термодинамике, точка на диаграмме состояния, соответствующая равновесному сосуществованию трёх фаз в ва. Из Гиббса правила фаз следует, что химически индивидуальное в во (однокомпонентная система) в равновесии не может иметь больше трёх фаз.… … Физическая энциклопедия
Тройная точка — воды; p давление; t температура. ТРОЙНАЯ ТОЧКА, состояние равновесного сосуществования трех фаз вещества, обычно твердой, жидкой и газообразной. Температура тройной точки воды (точки сосуществования льда, воды и пара) 0,01°C (273,16 К) при… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
тройная точка — Точка на фазовой диаграмме, соответствующая состоянию, в котором находятся в равновесии три фазы индивидуального вещества. Примечание Тройная точка, соответствующая состоянию, в котором находятся в равновесии кристаллическая (твердая), жидкая и… … Справочник технического переводчика
ТРОЙНАЯ ТОЧКА — ТРОЙНАЯ ТОЧКА, температура и давление, при которых все три состояния вещества (твердое, жидкое, газообразное) могут существовать одновременно. Для воды тройная точка находится при температуре 273,16 К и давлении 610 Ра … Научно-технический энциклопедический словарь
ТРОЙНАЯ ТОЧКА — см. (8) … Большая политехническая энциклопедия
Тройная точка — точка на термодинамической диаграмме состояния, соответствующая равновесию трех фаз рассматриваемой термодинамической системы. Например, тройная точка воды соответствует равновесию системы, состоящей из льда, воды и водяного пара. Температуpa… … Энциклопедический словарь по металлургии
ТРОЙНАЯ ТОЧКА — точка на термодинамической диаграмме состояния, соответствующая равновесию трех фаз рассматриваемой термодинамической системы. Например, тройная точка воды соответствует равновесию системы, состоящей из льда, воды и водяного пара. Темпеpaтура… … Металлургический словарь
ТРОЙНАЯ ТОЧКА — ТРОЙНАЯ ТОЧКА, состояние равновесного сосуществования трех фаз вещества, обычно твердой, жидкой и газообразной. Температура тройной точки воды (точки сосуществования льда, воды и пара) 0,01шC (273,16 К) при давлении 6,1 гПа (4,58 мм ртутного… … Современная энциклопедия
тройная точка — Термодинамическое состояние, при котором три фазы вещества находятся в равновесии (для воды 0°С) … Словарь по географии