2020-12-31
Найти изменение температуры $\Delta T$ плавления льда при повышении давления на $\Delta P = 1 атм$. Удельный объем воды при $0^{ \circ} С$ $\nu_{в} = 1 см^{3}/г$, удельный объем льда $\nu_{л} = 1,091 см^{3}/г$, удельная теплота плавления льда $q = 80 кал/г$. По найденному значению $\Delta T$ рассчитать приближенно температуру тройной точки воды.
Решение:
Подставляя указанные значения в уравнение Клапейрона-Клаузиуса, получим
$\frac{dP}{dT} = -137 атм/К, \left | \frac{dT}{dP} \right | = 0,0073 К/атм$.
Переход лед-вода при $0^{ \circ} С$ происходит при атмосферном давлении, то есть давление и воды, и льда равно 1 атм. Кривая фазового равновесия лед-вода на плоскости Р, T из-за малой разности удельных объемов идет очень круто, почти вертикально, поэтому температуру тройной точки приближенно можно оценить, полагая в ней давление насыщенного пара равным нулю. На графике видно, что это можно сделать для определения температуры. Тройная точка обозначена ТТ, экстраполированная для определения температуры точка обозначена цифрой ”2”, точка “3” соответствует кипению при атмосферном давлении.
По найденному значению производной получаем приближенно температуру тройной точки, равную $+0,0073^{ \circ} С$. Табличное значение $+0,010^{ \circ} С$.
Давление в тройной точке много меньше атмосферного, приближенно его можно оценить по кривой фазового равновесия жидкость-пар. Эта кривая вблизи нулевой (по Цельсию) температуры идет полого, и поэтому давление в тройной точке приближенно равно давлению насыщенного пара при $0^{ \circ} С$, которое, равно 4,6 мм рт. ст.