Какие значения температуры и давления соответствуют тройной точке воды

Типичные виды фазовых диаграмм. Зелёный пунктир показывает аномальное поведение воды

Трёхмерная фазовая диаграмма

Фазовая диаграмма элементарной серы.

Sp – ромбическая сера; Sм – моноклинная сера; Sж – жидкая сера; Sп – пары серы

Р – давление, Т – температура, γ – концентрация раствора; А – четверная точка в системе раствор – соль – лёд – пар, В – четверная точка в системе раствор – соль безводная – твёрдый кристаллогидрат – лёд (или вместо льда пар)

Тройна́я то́чка в однокомпонентной системе – точка схождения кривых двухфазных равновесий на плоской P-T-фазовой диаграмме, соответствующая устойчивому равновесию трёх фаз[1][2]. Тройная точка нонвариантна, т. е. не допускает изменения ни одного из характеризующих её параметров состояния – ни температуры, ни давления[3][4]. Индивидуальные вещества могут иметь несколько стабильных кристаллических фаз и вследствие этого несколько тройных точек[5]. В системе, способной к образованию N фаз, число возможных тройных точек равно [6]. Например, для серы известны четыре фазы – две твёрдые, жидкая и газообразная – и четыре тройные точки, одна из которых метастабильная[7][8][9][6].

Если для индивидуального вещества существует тройная точка, соответствующая состоянию, в котором равновесные фазы находятся в различных агрегатных состояниях (твёрдом, жидком и газообразном), то она единственна[10][11], и её называют основной тройной точкой[12][13][14] или фундаментальной точкой[15]. Основная тройная точка не существует для гелия[16].

Поскольку координаты тройной точки задаются значениями P и T и не зависят от V, то на трёхмерной фазовой диаграмме P-T-V и её проекции на плоскость P-V равновесным состояниям трёх фаз соответствует тройная линия (triple line)[17][18].

В основной тройной точке сходятся три моновариантные линии двухфазных равновесий: плавления (равновесие кристалл – жидкость), кипения (равновесие жидкость – пар) и возгонки (равновесие кристалл – пар)[3]. Гелий 3Не и 4Не не имеют основной тройной точки – в обоих случаях линии равновесия твёрдой фазы с жидкими (Не I и Не II) и жидких фаз с газообразной нигде не пересекаются: твёрдая фаза находится в равновесии только с жидкой[19][20][16]. Другие вещества с такой особенностью неизвестны[20].

Единственность и нонвариантность основной тройной точки позволяет использовать её как репер температуры. В частности, температурная шкала Кельвина использует тройную точку воды в качестве опорной.

Правило фаз Гиббса ограничивает число сосуществующих фаз – однокомпонентная система в равновесии не может иметь больше трёх фаз[1][2], – но не накладывает ограничений на их агрегатное состояние. Поэтому в случае энантиотропии на диаграмме состояния помимо основной тройной точки появляются дополнительные тройные точки, отвечающие:

равновесию двух твёрдых фаз с жидкостью (например, аллотропных модификаций кристаллической серы – ромбической и моноклинной – и жидкой серы);
равновесию двух твёрдых фаз с паром;
равновесию трёх твёрдых фаз.

Возможно также появление метастабильных тройных точек, расположенных на пересечении линий метастабильных двухфазных равновесий (или продолжений этих линий). В случае монотропии появляется только метастабильная тройная точка[3].

Кристаллическая элементарная сера диморфна, поэтому на фазовой диаграмме серы (см. рисунок; для давления использован логарифмический масштаб) имеются три стабильные тройные точки и одна метастабильная, каждая из которых отвечает условиям термодинамического равновесия трёх фаз[21]:

точка А (дополнительная): равновесие твёрдой ромбической Sp, твёрдой моноклинной Sм и газообразной серы Sп;
точка В (дополнительная): равновесие твёрдой ромбической, твёрдой моноклинной и жидкой серы Sж;
точка С (основная): равновесие твёрдой моноклинной, расплавленной и газообразной серы;
точка О (метастабильная): метастабильное равновесие между перегретой твёрдой ромбической, переохлаждённой жидкой и газообразной серой.

Как показывает фазовая диаграмма, ромбическая сера не может одновременно находиться в равновесии с расплавом и парами серы[22], поэтому в основной тройной точке твёрдая фаза представлена моноклинной серой. Метастабильная тройная точка появляется вследствие низкой скорости превращения одной кристаллической модификации серы в другую[23].

В дополнительных тройных точках гелия сосуществуют либо две жидкие фазы (Не I и Не II) и кристаллический гелий, либо две жидкие фазы и газообразный гелий[24]. Для воды в 1975 г. были известны семь дополнительных тройных точек, из них три – для трёх твёрдых фаз[25]. Современные данные см. в статье Фазовая диаграмма воды и на приведённой в этой статье диаграмме.

При увеличении числа компонентов системы (раствора или сплава) увеличивается и число независимых параметров, характеризующих эту систему. Для описания двухкомпонентной системы к температуре и давлению добавляют третий параметр, характеризующий состав системы. Нонвариантной в бинарной системе будет четверная точка. Например, в системе из воды и соли одновременно в равновесии могут быть фазы: раствор, соль, лёд и пар (точка А на рис. Четверные точки в двухкомпонентной системе). Если соль образует кристаллогидраты, то возможны другие комбинации четырёх фаз, например раствор, соль безводная, твёрдый кристаллогидрат, лёд (или вместо льда пар) и т. д.(точка В на рис. Четверные точки в двухкомпонентной системе)[4][26]. Трёхмерная диаграмма состояния бинарной системы имеет уже множество тройных точек, расположенных на тройной пространственной кривой. На плоской диаграмме равновесие трёх фаз для такой системы можно отобразить, если считать один из параметров постоянным. В общем случае тройные точки существуют на плоских диаграммах состояния систем с любым числом компонентов, если все параметры, определяющие состояние системы, кроме двух, фиксированы[1].

В трёхкомпонентной системе тройной точкой называют нонвариантную точку четырёхфазного равновесия расплава с тремя твёрдыми фазами (тройная эвтектическая точка, точка тройной эвтектики)[3][27][28].

Параметры тройной точки некоторых веществ[править | править код]

Параметры тройной точки некоторых веществ приведены в таблице[29][30].

Параметры тройной точки веществ

Вещество	Фазы	Температура, °С	Давление, МПа
Ar (аргон)	твёрдая-жидкая-газовая	-189,34	0,0689
Br2 (бром)	твёрдая-жидкая-газовая	-7,25	0,0046548
С (углерод)	графит-алмаз-жидкость	3700	11000
Cl2 (хлор)	твёрдая-жидкая-газовая	-101,05	0,001354
F2 (фтор)	твёрдая-жидкая-газовая	-219,61	0,00019198
H2 (водород)	твёрдая-жидкая-газовая	-259.19	0,007205
Kr (криптон)	твёрдая-жидкая-газовая	-157,22	0,073
N2 (азот)	твёрдая-жидкая-газовая	-210,01	0,012520
Ne (неон)	твёрдая-жидкая-газовая	-248,61	0,043265
Rn (радон)	твёрдая-жидкая-газовая	-71	0,07
Ti (титан)	640 ± 50	(8 ± 0,7)•1000
Tl (таллий)	α-β-γ	115	3900
Xe (ксенон)	твёрдая-жидкая-газовая	-111,63	0,08

См. также[править | править код]

Определение температурной шкалы Кельвина
Тройная точка воды

Примечания[править | править код]

↑ 1 2 3 Физическая энциклопедия. Тройная точка.
↑ 1 2 Большая Советская Энциклопедия. Тройная точка.
↑ 1 2 3 4 Химическая энциклопедия, т. 5, 1998, с. 12.
↑ 1 2 Мюнстер А., Химическая термодинамика, 1971, с. 151.
↑ Хачкурузов Г. А., Основы общей и химической термодинамики, 1979, с. 132.
↑ 1 2 IUPAC Gold Book, 2014, p. 1567.
↑ Мейер К., Физико-химическая кристаллография, 1972, с. 133-134.
↑ Булидорова Г. В. и др., Физическая химия, 2012, с. 228.
↑ Иванова Т. Е., Химическая термодинамика и ее применение в нефтегазовом деле, 2014, с. 87.
↑ Жданов Л. С., Жданов Г. Л., Физика, 1984, с. 119.
↑ Мякишев Г. Я., Синяков А. З., Физика. Молекулярная физика. Термодинамика, 2010, с. 310.
↑ Термодинамика. Основные понятия. Терминология. Буквенные обозначения величин, 1984, с. 22.
↑ Новиков И. И., Термодинамика, 1984, с. 215.
↑ Романюк В. Н. и др., Лабораторные работы (практикум) по дисциплине «Техническая термодинамика», ч. 2, 2003, с. 21.
↑ Леонова В. Ф., Термодинамика, 1968, с. 144.
↑ 1 2 Глаголев К. В., Морозов А. Н., Физическая термодинамика, 2007, с. 241.
↑ Хейвуд Р., Термодинамика равновесных процессов, 1983, с. 99.
↑ Техническая термодинамика. Под ред. Э. И. Гуйго, 1984, с. 146.
↑ Мюнстер А., Химическая термодинамика, 1971, с. 222.
↑ 1 2 Жданов Л. С., Жданов Г. Л., Физика, 1984, с. 121.
↑ Булидорова Г. В. и др., Физическая химия, 2012, с. 228.
↑ Ансельм А. И., Основы статистической физики и термодинамики, 1973, с. 227.
↑ Мейер К., Физико-химическая кристаллография, 1972, с. 134.
↑ Глаголев К. В., Морозов А. Н., Физическая термодинамика, 2007, с. 242.
↑ Эйзенберг Д., Кауцман В., Структура и свойства воды, 1975, с. 95-96.
↑ Раковский А. В., Курс физической химии, 1939, с. 276.
↑ Еремин Е. Н., Основы химической термодинамики, 1978, с. 329.
↑ Бобкова Н. М., Физическая химия тугоплавких материалов, 2007, с. 103.
↑ Дриц М. Е. и др., Свойства элементов, 1998.
↑ Фёдоров П. И., Тройная точка, 1998, с. 12.

Литература[править | править код]

Nic M., Jirat J., Kosata B., Jenkins A. IUPAC Compendium of Chemical Terminology (Gold Book) (англ.). – 2.3.3. – International Union of Pure and Applied Chemistry, 2014. – 1622 p. – ISBN 0-9678550-9-8.
Ансельм А. И. Основы статистической физики и термодинамики. – М.: Наука, 1973. – 424 с.
Бобкова Н. М. Физическая химия тугоплавких неметаллических и силикатных материалов. – Минск: Вышэйшая школа, 2007. – 303 с. – ISBN 978-985-06-1389-9.
Булидорова Г. В., Галяметдинов Ю. Г., Ярошевская Х. М., Барабанов В. П. Физическая химия. – Казань: Изд-во Казан. нац. исслед. технол. ун-та, 2012. – 396 с. – ISBN 978-5-7882-1367-5.
Глаголев К. В., Морозов А. Н. Физическая термодинамика. – 2-е изд., испр. – М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2007. – 270 с. – (Физика в техническом университете). – ISBN 978-5-7038-3026-0.
Дриц М. Е., Будберг П. Б., Бурханов Г. С., Дриц А. М., Пановко В. М. Свойства элементов. Справочник / Под общ. ред. проф. М. Е. Дрица. – М.: Металлургия, 1985. – 672 с.
Еремин Е. Н. Основы химической термодинамики. – 2-е изд. – М.: Высшая школа, 1978. – 392 с.
Жданов Л. С., Жданов Г. Л. Физика для средних специальных учебных заведений. – 4-е изд., испр. – М.: Наука, 1984. – 512 с.
Иванова Т. Е. Химическая термодинамика и ее применение в нефтегазовом деле. – Тюмень: ТюмГНГУ, 2014. – 146 с. – ISBN 978-5-9961-0925-8.
Мейер К. Физико-химическая кристаллография. – Пер. с нем. О. П. Никитиной. – Под ред. Е. Д. Щукина и Б. Д. Сумма. – М.: Металлургия, 1972. – 480 с.
Леонова В. Ф. Термодинамика. – М: Высшая школа, 1968. – 159 с.
Мякишев Г. Я., Синяков А. З. Физика. Молекулярная физика. Термодинамика. 10 класс. Профильный уровень. – 12-е изд., стереотип.. – М.: Дрофа, 2010. – 349 с. – ISBN 978-5-358-08873-3.
Мюнстер А. Химическая термодинамика. – М.: Мир, 1971. – 296 с.
Новиков И. И. Термодинамика. – М.: Машиностроение, 1984. – 592 с.
Раковский А. В. Курс физической химии. – М.: Госхимиздат, 1939. – 544 с.
Романюк В. Н., Томкунас Е. В., Баук И. В., Тарасевич Л. В. Лабораторные работы (практикум) по дисциплине «Техническая термодинамика» для студентов теплоэнергетических специальностей. В 4-х частях. Часть 2. Реальный газ. – Минск: БелНТУ, 2003. – 104 с.
Термодинамика. Основные понятия. Терминология. Буквенные обозначения величин / Отв. ред. И. И. Новиков. – АН СССР. Комитет научно-технической терминологии. Сборник определений. Вып. 103. – М.: Наука, 1984. – 40 с.
Техническая термодинамика / Под ред. проф. Э. И. Гуйго. – 2-е изд. – Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1984. – 296 с.
Фёдоров П. И. Тройная точка (рус.) // Химическая энциклопедия. – Большая Российская энциклопедия, 1998. – Т. 5: Триптофан – Ятрохимия. – С. 12.
Хачкурузов Г. А. Основы общей и химической термодинамики. – М.: Высшая школа, 1979. – 268 с.
Хейвуд Р. Термодинамика равновесных процессов. Руководство для инженеров и научных работников. – М.: Мир, 1983. – 493 с.
Химическая энциклопедия / Гл. ред. Н. С. Зефиров. – М.: Большая Российская энциклопедия, 1998. – Т. 5: Триптофан – Ятрохимия. – 783 с. – ISBN 5-85270-310-9.
Эйзенберг Д., Кауцман В. Структура и свойства воды. – Л.: Гидрометеоиздат, 1975. – 280 с.

Внешние ссылки[править | править код]

Определение Кельвина в BIPM (англ.)
К. В. Глаголев, А. Н. Морозов. Диаграммы состояния

Источник

In thermodynamics, the triple point of a substance is the temperature and pressure at which the three phases (gas, liquid, and solid) of that substance coexist in thermodynamic equilibrium.[1] It is that temperature and pressure at which the sublimation curve, fusion curve and the vaporisation curve meet. For example, the triple point of mercury occurs at a temperature of −38.83440 °C (−37.90192 °F) and a pressure of 0.165 mPa.

In addition to the triple point for solid, liquid, and gas phases, a triple point may involve more than one solid phase, for substances with multiple polymorphs. Helium-4 is a special case that presents a triple point involving two different fluid phases (lambda point).[1]

The triple point of water was used to define the kelvin, the base unit of thermodynamic temperature in the International System of Units (SI).[2] The value of the triple point of water was fixed by definition, rather than measured, but that changed with the 2019 redefinition of SI base units. The triple points of several substances are used to define points in the ITS-90 international temperature scale, ranging from the triple point of hydrogen (13.8033 K) to the triple point of water (273.16 K, 0.01 °C, or 32.018 °F).

The term “triple point” was coined in 1873 by James Thomson, brother of Lord Kelvin.[3]

Triple point of water[edit]

Gas-liquid-solid triple point[edit]

This article needs to be upd. The reason given is: it needs to reflect the 2019 redefinition of the SI base units, which came into effect on May 20, 2019. Please up this article to reflect recent events or newly available rmation. (January 2020)

A typical phase diagram. The solid green line applies to most substances; the dashed green line gives the anomalous behavior of water

The combination of pressure and temperature at which liquid water, solid ice, and water vapor can coexist in a stable equilibrium occurs at approximately 273.1575 K (0.0075 °C; 32.0135 °F) and a partial vapor pressure of 611.657 pascals (6.11657 mbar; 0.00603659 atm).[4][5] At that point, it is possible to change all of the substance to ice, water, or vapor by making arbitrarily small changes in pressure and temperature. Even if the total pressure of a system is well above the triple point of water, provided that the partial pressure of the water vapor is 611.657 pascals, then the system can still be brought to the triple point of water. Strictly speaking, the surfaces separating the different phases should also be perfectly flat, to negate the effects of surface tension.

The gas-liquid-solid triple point of water corresponds to the minimum pressure at which liquid water can exist. At pressures below the triple point (as in outer space), solid ice when heated at constant pressure is converted directly into water vapor in a process known as sublimation. Above the triple point, solid ice when heated at constant pressure first melts to form liquid water, and then evaporates or boils to form vapor at a higher temperature.

For most substances the gas-liquid-solid triple point is also the minimum temperature at which the liquid can exist. For water, however, this is not true because the melting point of ordinary ice decreases as a of pressure, as shown by the dashed green line in the phase diagram. At temperatures just below the triple point, compression at constant temperature transforms water vapor first to solid and then to liquid (water ice has lower density than liquid water, so increasing pressure leads to a liquefaction).

The triple point pressure of water was used during the Mariner 9 mission to Mars as a reference point to define “sea level”. More recent missions use laser altry and gravity measurements instead of pressure to define elevation on Mars.[6]

Water boiling at 0ºC using a vacuum pump.

High-pressure phases[edit]

At high pressures, water has a complex phase diagram with 15 known phases of ice and several triple points, including 10 whose coordinates are shown in the diagram. For example, the triple point at 251 K (−22 °C) and 210 MPa (2070 atm) corresponds to the conditions for the coexistence of ice Ih (ordinary ice), ice III and liquid water, all at equilibrium. There are also triple points for the coexistence of three solid phases, for example ice II, ice V and ice VI at 218 K (−55 °C) and 620 MPa (6120 atm).

For those high-pressure forms of ice which can exist in equilibrium with liquid, the diagram shows that melting points increase with pressure. At temperatures above 273 K (0 °C), increasing the pressure on water vapor results first in liquid water and then a high-pressure form of ice. In the range 251-273 K, ice I is formed first, followed by liquid water and then ice III or ice V, followed by other still denser high-pressure forms.

Phase diagram of water including high-pressure forms ice II, ice III, etc. The pressure axis is logarithmic. For detailed descriptions of these phases, see Ice.

The various triple points of water

Phases in stable equilibrium	Pressure	Temperature
liquid water, ice Ih, and water vapor	611.657 Pa[7]	273.16 K (0.01 °C)
liquid water, ice Ih, and ice III	209.9 MPa	251 K (−22 °C)
liquid water, ice III, and ice V	350.1 MPa	−17.0 °C
liquid water, ice V, and ice VI	632.4 MPa	0.16 °C
ice Ih, Ice II, and ice III	213 MPa	−35 °C
ice II, ice III, and ice V	344 MPa	−24 °C
ice II, ice V, and ice VI	626 MPa	−70 °C

Triple-point cells[edit]

Triple-point cells are used in the calibration of thermometers. For exacting work, triple-point cells are typically filled with a highly pure chemical substance such as hydrogen, argon, mercury, or water (depending on the desired temperature). The purity of these substances can be such that only one part in a million is a contaminant, called “six nines” because it is 99.9999% pure. When it is a water-based cell, a specific isotopic composition called VSMOW is used because variations in isotopic composition cause small changes in the triple point. Triple-point cells are so effective at achieving highly precise, reproducible temperatures, that an international calibration standard for thermometers called ITS-90 relies upon triple-point cells of hydrogen, neon, oxygen, argon, mercury, and water for delineating six of its defined temperature points.

Table of triple points[edit]

This table lists the gas-liquid-solid triple points of several substances. Unless otherwise noted, the data come from the U.S. National Bureau of Standards (now NIST, National Institute of Standards and Technology).[8]

Substance	T [K] (°C)	p [kPa]* (atm)
Acetylene	192.4 K (−80.7 °C)	120 kPa (1.2 atm)
Ammonia	195.40 K (−77.75 °C)	6.060 kPa (0.05981 atm)
Argon	83.8058 K (−189.3442 °C)	68.9 kPa (0.680 atm)
Arsenic	1,090 K (820 °C)	3,628 kPa (35.81 atm)
Butane[9]	134.6 K (−138.6 °C)	7×10−4 kPa (6.9×10−6 atm)
Carbon (graphite)	4,765 K (4,492 °C)	10,132 kPa (100.00 atm)
Carbon dioxide	216.55 K (−56.60 °C)	517 kPa (5.10 atm)
Carbon monoxide	68.10 K (−205.05 °C)	15.37 kPa (0.1517 atm)
Chloroform	175.43 K (−97.72 °C)[citation needed]	0.870 kPa (0.00859 atm)[citation needed]
Deuterium	18.63 K (−254.52 °C)	17.1 kPa (0.169 atm)
Ethane	89.89 K (−183.26 °C)	1.1×10−3 kPa (1.1×10−5 atm)
Ethanol[10]	150 K (−123 °C)	4.3×10−7 kPa (4.2×10−9 atm)
Ethylene	104.0 K (−169.2 °C)	0.12 kPa (0.0012 atm)
Formic acid[11]	281.40 K (8.25 °C)	2.2 kPa (0.022 atm)
Helium-4 (lambda point)[12]	2.1768 K (−270.9732 °C)	5.048 kPa (0.04982 atm)
Helium-4 (hcp−bcc−He-II)[13]	1.463 K (−271.687 °C)	26.036 kPa (0.25696 atm)
Helium-4 (bcc−He-I−He-II)[13]	1.762 K (−271.388 °C)	29.725 kPa (0.29336 atm)
Helium-4 (hcp−bcc−He-I)[13]	1.772 K (−271.378 °C)	30.016 kPa (0.29623 atm)
Hexafluoroethane[14]	173.08 K (−100.07 °C)	26.60 kPa (0.2625 atm)
Hydrogen	13.8033 K (−259.3467 °C)	7.04 kPa (0.0695 atm)
Hydrogen chloride	158.96 K (−114.19 °C)	13.9 kPa (0.137 atm)
Iodine[15]	386.65 K (113.50 °C)	12.07 kPa (0.1191 atm)
Isobutane[16]	113.55 K (−159.60 °C)	1.9481×10−5 kPa (1.9226×10−7 atm)
Krypton	115.76 K (−157.39 °C)	74.12 kPa (0.7315 atm)
Mercury	234.3156 K (−38.8344 °C)	1.65×10−7 kPa (1.63×10−9 atm)
Methane	90.68 K (−182.47 °C)	11.7 kPa (0.115 atm)
Neon	24.5561 K (−248.5939 °C)	43.332 kPa (0.42765 atm)
Nitric oxide	109.50 K (−163.65 °C)	21.92 kPa (0.2163 atm)
Nitrogen	63.18 K (−209.97 °C)	12.6 kPa (0.124 atm)
Nitrous oxide	182.34 K (−90.81 °C)	87.85 kPa (0.8670 atm)
Oxygen	54.3584 K (−218.7916 °C)	0.14625 kPa (0.0014434 atm)
Palladium	1,825 K (1,552 °C)	3.5×10−3 kPa (3.5×10−5 atm)
Platinum	2,045 K (1,772 °C)	2×10−4 kPa (2.0×10−6 atm)
Radon	202 K (−71 °C)	70 kPa (0.69 atm)
(mono)Silane[17]	88.48 K (−184.67 °C)	0.019644 kPa (0.00019387 atm)
Sulfur dioxide	197.69 K (−75.46 °C)	1.67 kPa (0.0165 atm)
Titanium	1,941 K (1,668 °C)	5.3×10−3 kPa (5.2×10−5 atm)
Uranium hexafluoride	337.17 K (64.02 °C)	151.7 kPa (1.497 atm)
Water[4][5]	273.16 K (0.01 °C)	0.611657 kPa (0.00603659 atm)
Xenon	161.3 K (−111.8 °C)	81.5 kPa (0.804 atm)
Zinc	692.65 K (419.50 °C)	0.065 kPa (0.00064 atm)

Notes:

For comparison, typical atmospheric pressure is 101.325 kPa (1 atm).
Before the new definition of SI units, water’s triple point, 273.16 K, was an exact number.

References[edit]

^ a b IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the “Gold Book”) (1997). Online corrected version: (1994) “Triple point”. doi:10.1351/goldbook.T06502.
^ Definition of the kelvin at BIPM.
^ James Thomson (1873) “A quantitative investigation of certain relations between the gaseous, the liquid, and the solid es of water-substance”, Proceedings of the Royal Society, 22 : 27-36. From a on page 28: ” … the three curves would meet or cross each other in one point, which I have called the triple point”.
^ a b International Equations for the Pressure along the Melting and along the Sublimation Curve of Ordinary Water Substance. W. Wagner, A. Saul and A. Pruss (1994), J. Phys. Chem. Ref. Data, 23, 515.
^ a b Murphy, D. M. (2005). “Review of the vapour pressures of ice and supercooled water for atmospheric applications”. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society. 131 (608): 1539-1565. Bibcode:2005QJRMS.131.1539M. doi:10.1256/qj.04.94.
^ Carr, Michael H. (2007). The Surface of Mars. Cambridge University Press. p. 5. ISBN 978-0-521-87201-0 .
^ Murphy, D. M. (2005). “Review of the vapour pressures of ice and supercooled water for atmospheric applications”. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society. 131 (608): 1539-1565. Bibcode:2005QJRMS.131.1539M. doi:10.1256/qj.04.94.
^ Cengel, Yunus A.; Turner, Robert H. (2004). Fundamentals of thermal-fluid sciences. Boston: McGraw-Hill. p. 78. ISBN 0-07-297675-6 .
^ See Butane (data page)
^ See Ethanol (data page)
^ See Formic acid (data page)
^ Donnelly, Russell J.; Barenghi, Carlo F. (1998). “The Observed Properties of Liquid Helium at the Saturated Vapor Pressure”. Journal of Physical and Chemical Reference Data. 27 (6): 1217-1274. Bibcode:1998JPCRD..27.1217D. doi:10.1063/1.556028.
^ a b c Hoffer, J. K.; Gardner, W. R.; Waterfield, C. G.; Phillips, N. E. (April 1976). “Thermodynamic properties of 4He. II. The bcc phase and the P-T and VT phase diagrams below 2 K”. Journal of Low Temperature Physics. 23 (1): 63-102. Bibcode:1976JLTP…23…63H. doi:10.1007/BF00117245. S2CID 120473493.
^ See Hexafluoroethane (data page)
^ Walas, S. M. (1990). Chemical Process Equipment – Selection and De. Amsterdam: Elsevier. p. 639. ISBN 0-7506-7510-1 .
^ See Isobutane (data page)
^ “Silane-Gas Encyclopedia”. Gas Encyclopedia. Air Liquide. Retrieved 18 April 2021.

External s[edit]

to Triple point at Wiki Commons

Источник

Тройна́я то́чка воды́ – строго определённые значения температуры и давления, при которых вода может одновременно и равновесно существовать в виде трёх фаз – в твёрдом, жидком и газообразном состояниях. Тройная точка воды – температура 273,16 К (0,01 °C) и давление 611,657 Па.
Тройная точка воды характеризуется определённым набором параметров давления и температуры, поэтому может использоваться как «реперная» – то есть опорная, например, для калибровки приборов.

Источник: Википедия

Связанные понятия

Эффект Лейденфроста – это явление, при котором жидкость в контакте с телом значительно более горячим, чем точка кипения этой жидкости, создаёт изолирующий слой пара, который предохраняет жидкость от быстрого выкипания.

Пар – газообразное состояние вещества в условиях, когда газовая фаза может находиться в равновесии с жидкой или твёрдой фазами того же вещества, то есть при температурах ниже критической температуры вещества. Процесс возникновения пара из жидкой (твёрдой) фазы называется «парообразованием». Обратный процесс называется конденсация. При низких давлениях и высоких температурах свойства пара приближаются к свойствам идеального газа. В разговорной речи под словом «пар» почти всегда понимают водяной пар…

Водяной пар – газообразное агрегатное состояние воды. Не имеет цвета, вкуса и запаха. Водяной пар – в чистом виде или в составе влажного газа, – находящийся в термодинамическом равновесии с поверхностью влажного вещества, называют равновесным водяным паром.

Холод – состояние или субъективное ощущение сравнительно низкой температуры воздуха по отношению к более тёплому времени (месту) или к обычным условиям для данного времени (места).

Жи́дкость – вещество, находящееся в жидком агрегатном состоянии, занимающем промежуточное положение между твёрдым и газообразным состояниями.

Пло́тность во́здуха – масса газа атмосферы Земли на единицу объема или удельная масса воздуха при естественных условиях. Плотность воздуха является функцией от давления, температуры и влажности. Обычно, стандартной величиной плотности воздуха на уровне моря в соответствии с Международной стандартной атмосферой принимается значение 1,2250 кг/м³, которая соответствует плотности сухого воздуха при 15 °С и давлении 101330 Па.

Стефановское течение – это явление возникновения гидродинамического течения среды в процессе испарения или роста капель.

Основна́я гидрофизи́ческая характери́стика (ОГХ, кривая водоудерживания) – в физике почв изотермическая равновесная зависимость между капиллярно-сорбционным (матричным) давлением почвенной влаги и влажностью (обычно объёмной). Форма ОГХ специфична для каждого почвенного образца и характеризует структуру порового пространства почвы, гранулометрический и минералогический состав. Характеризуется гистерезисом, то есть несовпадением форм кривой при увлажнении и иссушении образца. В виду доминирования…

Конденсационный след (устар. инверсионный след, реактивный след) – видимый в воздухе след из водяных паров или кристалликов льда, возникающий в атмосфере за движущимися летательными аппаратами при определённых состояниях атмосферы. Явление наблюдается наиболее часто в верхних слоях тропосферы, значительно реже – в тропопаузе и стратосфере. При низких температурах воздуха может наблюдаться и на небольших высотах.

Концентрационным переохлаждением (КП) называют явление, которое возникает при направленной кристаллизации расплава, содержащего примесь, и заключающееся в том, что в результате перераспределения примеси в расплаве перед фронтом кристаллизации образуется некий слой, в пределах которого расплав оказывается переохлаждённым. Этот участок расплава называется зоной КП.

Подробнее: Концентрационное переохлаждение

Тройна́я то́чка в однокомпонентной системе – точка схождения кривых двухфазных равновесий на плоской P-T-фазовой диаграмме, соответствующая устойчивому равновесию трёх фаз. Тройная точка нонвариантна, т. е. не допускает изменения ни одного из характеризующих её параметров состояния – ни температуры, ни давления. Индивидуальные вещества могут иметь несколько стабильных кристаллических фаз и вследствие этого несколько тройных точек. В системе, способной к образованию N фаз, число возможных тройных…

Газ, или газообразное состояние (от нидерл. gas, восходит к др.-греч. χάος (háos)) – одно из четырёх основных агрегатных состояний вещества, характеризующееся очень слабыми связями между составляющими его частицами (молекулами, атомами или ионами), а также их большой подвижностью. Частицы газа почти свободно и хаотически движутся в промежутках между столкновениями, во время которых происходит резкое изменение характера их движения.

Адиабатический процесс является частным случаем политропного процесса, так как при нём теплоёмкость газа равна нулю и, следовательно, постоянна. Адиабатические процессы обратимы только тогда, когда в каждый момент времени система остаётся равновесной (например, изменение состояния происходит достаточно медленно) и изменения энтропии не происходит. Равновесный адиабатный процесс является изоэнтропным процессом. Некоторые авторы (в частности, Л. Д. Ландау) называли адиабатическими только обратимые…

Аэростатика (греч. Αερ – воздух; στατός – «неподвижный») – раздел гидроаэромеханики, в котором изучается равновесие газообразных сред, в основном атмосферы.

Кипе́ние – процесс интенсивного парообразования, который происходит в жидкости, как на свободной её поверхности, так и внутри её структуры. При этом в объёме жидкости возникают границы разделения фаз, то есть на стенках сосуда образуются пузырьки, которые содержат воздух и насыщенный пар. Кипение, как и испарение, является одним из способов парообразования. В отличие от испарения, кипение может происходить лишь при определённой температуре и давлении. Температура, при которой происходит кипение жидкости…

Твёрдый гелий – состояние гелия при температуре, близкой к абсолютному нулю и давлении, значительно превышающем атмосферное. Гелий – единственный элемент, который не затвердевает, оставаясь в жидком состоянии, при атмосферном давлении и сколь угодно малой температуре. Переход в твёрдое состояние возможен только при давлении более 25 атм.

Сверхкрити́ческий флюи́д (СКФ), сверхкрити́ческая жи́дкость – состояние вещества, при котором исчезает различие между жидкой и газовой фазой. Любое вещество, находящееся при температуре и давлении выше критической точки, является сверхкритической жидкостью. Свойства вещества в сверхкритическом состоянии промежуточные между его свойствами в газовой и жидкой фазе. Так, СКФ обладает высокой плотностью, близкой к жидкости, низкой вязкостью и при отсутствии межфазных границ поверхностное натяжение также…

Адиабатическое горение – горение, происходящее при постоянном давлении или объёме, при котором отсутствуют потери энергии в окружающую среду. Адиабатическая температура горения – это температура продуктов, достигаемая при полном протекании химических реакций и установлении термодинамического равновесия. Адиабатическая температура горения при постоянном давлении ниже адиабатической температуры горения при постоянном объёме, так как в первом случае часть производимой при реакции энергии затрачивается…

Вода́ (оксид водорода) – бинарное неорганическое соединение с химической формулой H2O: молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного – кислорода, которые соединены между собой ковалентной связью. При нормальных условиях представляет собой прозрачную жидкость, не имеющую цвета (при малой толщине слоя), запаха и вкуса. В твёрдом состоянии называется льдом (кристаллы льда могут образовывать снег или иней), а в газообразном – водяным паром. Вода также может существовать в виде жидких кристаллов…

Ги́перзвуковая ско́рость (ГС) в аэродинамике – скорости, которые значительно превосходят скорость звука в атмосфере.

Точка росы углеводородов (англ. hydrocarbon dew point HCDP) – температура (при заданном давлении), при которой углеводородные компоненты смеси газов (например, природного газа), начинают конденсироваться из газовой фазы.

Атмосфе́рное давле́ние – давление атмосферы, действующее на все находящиеся в ней предметы и на земную поверхность, равное модулю силы, действующей в атмосфере на единицу площади поверхности по нормали к ней. В покоящейся стационарной атмосфере давление равно отношению веса вышележащего столба воздуха к площади его поперечного сечения. Атмосферное давление является одним из термодинамических параметров состояния атмосферы, оно изменяется в зависимости от места и времени. Давление – величина скалярная…

Ректификация (от лат. rectus – прямой и facio – делаю) – это процесс разделения двойных или многокомпонентных смесей за счёт противоточного массообмена между паром и жидкостью.

Температу́ра (от лат. temperatura – надлежащее смешение, нормальное состояние) – физическая величина, характеризующая термодинамическую систему и количественно выражающая интуитивное понятие о различной степени нагретости тел.

Термо́метр (греч. θέρμη «тепло» + μετρέω «измеряю») – прибор для измерения температуры воздуха, почвы, воды и так далее. Существует несколько видов термометров…

Агрега́тное состоя́ние вещества (от лат. aggrego «присоединяю») – физическое состояние вещества, зависящее от соответствующего сочетания температуры и давления.

Паровой взрыв (англ. Vapor Explosion) – резкое (быстрое) за время 1 мс образование больших количеств пара, сопровождающееся местным повышением давления, вследствие перехода тепловой энергии (затрачиваемой на испарение жидкости и расширение пара) в механическую.

Конденса́ция паров (лат. condense «накопляю, уплотняю, сгущаю») – переход вещества в жидкое или твёрдое состояние из газообразного (обратный последнему процессу называется сублимация). Максимальная температура, ниже которой происходит конденсация, называется критической. Пар, из которого может происходить конденсация, бывает насыщенным или ненасыщенным.

Турбуле́нтность, устар. турбуле́нция (от лат. turbulentus – бурный, беспорядочный), турбуле́нтное тече́ние – явление, заключающееся в том, что, обычно, при увеличении скорости течения жидкости или газа в среде самопроизвольно образуются многочисленные нелинейные фрактальные волны и обычные, линейные различных размеров, без наличия внешних, случайных, возмущающих среду сил и/или при их присутствии. Для расчёта подобных течений были созданы различные модели турбулентности. Волны появляются случайно…

Плавле́ние – это процесс перехода тела из кристаллического твёрдого состояния в жидкое, то есть переход вещества из одного агрегатного состояния в другое. Плавление происходит с поглощением теплоты плавления и является фазовым переходом первого рода, которое сопровождается скачкообразным изменением теплоёмкости в конкретной для каждого вещества температурной точке превращения – температура плавления.

Потенциал (давление) почвенной влаги (обозначение: Ψ или P) – полезная работа на единицу количества воды, которую необходимо совершить, чтобы переместить обратимо и изотермически бесконечно малое количество чистой воды с определённой высоты относительно уровня моря в рассматриваемую точку почвенной толщи при неизменном внешнем давлении. Имеет размерность дж/кг, однако, учитывая что джоуль равен Ньютону умноженному на метр, а плотность воды единична, в результате сокращения получим Н/м2 0,001, то…

Эффект Кнудсена (явление тепловой эффузии) – явление перетекания при одинаковых давлениях разреженного газа через поры (малые отверстия) от более низкой к более высокой температуре.

Критическая температура фазового перехода – значение температуры в критической точке. При температуре выше критической температуры газ невозможно сконденсировать в жидкое состояние ни при каком давлении.

Сверхтекучий ге́лий-4 (англ. superfluid helium-4) – фазовое состояние гелия-4, изотопа элемента гелия, в каком он проявляет свойства жидкости с нулевой вязкостью: течет без трения по любой поверхности, протекает через очень мелкие поры, подчиняясь только своей собственной инерции. В то же время, в других экспериментах, тот же гелий проявляет свойства, присущие обычной жидкости (с ненулевой вязкостью). Сверхтекучее поведение гелия наблюдается при охлаждении его ниже критической температуры…

Гидродина́мика (от др.-греч. ὕδωρ «вода» + динамика) – раздел физики сплошных сред, изучающий движение идеальных и реальных жидкостей и газа и их силовое взаимодействие с твёрдыми телами. Как и в других разделах физики сплошных сред, прежде всего осуществляется переход от реальной среды, состоящей из большого числа отдельных атомов или молекул, к абстрактной сплошной среде, для которой и записываются уравнения движения.

Пересы́щенный пар – пар, давление которого превышает давление насыщенного пара при данной температуре. Может быть получен путём увеличения давления пара в объёме, свободном от центров конденсации (пылинок, ионов, капелек жидкости малых размеров и т. д.). Другой способ получения – охлаждение насыщенного пара при тех же условиях. В связи с последним способом получения насыщенного пара применительно к нему используется также наименование переохлаждённый пар. Кроме того, иногда в литературе встречается…

Точка росы – это температура, до которой должен охладиться воздух, чтобы содержащийся в нём пар достиг состояния насыщения и начал конденсироваться в росу.

Квазистатическое давление – давление, бесконечно мало отличающееся от равновесного при данной температуре в данный момент времени.

Переохлаждённая жидкость – жидкость, имеющая температуру ниже температуры кристаллизации при данном давлении. Является одним из неустойчивых (метастабильных) состояний жидкости, наряду с перегретой жидкостью.

Равнове́сие фаз в термодинамике – состояние, при котором фазы в термодинамической системе находятся в состоянии теплового, механического и химического равновесия.

Шарлье́р (фр. charlière) – аэростат, наполненный водородом, гелием или другими газами легче воздуха. Назван по имени французского учёного и изобретателя Жака Александра Сезара Шарля. Аэростат объёмом 25 м³ совершил свой первый полёт 27 августа 1783 года при стечении 300 тыс. зрителей на Марсовом поле в Париже. Первый полёт «шарльёра» с экипажем (Шарль, Жак Александр Сезар и М. Н. Робер) состоялся 1 декабря 1783 года в Париже. Французский профессор физики Жак Шарль считал, что дымный воздух – это…

Фа́зовая диагра́мма воды – графическое отображение равновесного состояния фаз воды (жидкости, водяного пара и различных модификаций льда). Строится в системе координат температура-давление.

Эффект Доула – повышенное содержание тяжелого изотопа 18О (обычного, более стабильного атома кислорода с двумя дополнительными нейтронами) в атмосфере по сравнению с морской водой, относительно его более лёгкого и менее стабильного изотопа 16О. Обычно соотношение 18O/16O, выражают как отклонение изотопной сигнатуры в образце по отношению к сигнатуре стандарта, выраженное в промилле, и обозначают как δ18O. Эффект назван в честь американского химика Малкольма Доула. В 1935 году было обнаружено, что…

Режеляция – явление смерзания ледяных кристаллов и отдельных массивов льда в местах их соприкосновения, находящихся в условиях повышенных давлений.

Термодинами́ческая фа́за – гомогенная часть гетерогенной системы, ограниченная поверхностью раздела. Менее строго, но более наглядно фазами называют «гомогенные части системы, отделенные от остальных частей видимыми поверхностями раздела». При этом совокупность отдельных гомогенных частей системы, обладающих одинаковыми свойствами, считается одной фазой (например, совокупность кристаллов одного вещества или совокупность капелек жидкости, взвешенных в газе и составляющих туман). К?