2014-06-01
Для многих веществ существует такое значение температуры $T_{тр}$ и давления $p_{тр}$, при котором все три фазы вещества (газообразная, жидкая и твердая) находятся в равновесии друг с другом - так называемая тройная точка вещества. Например, для воды $T_{тр} = + 0,0075^{\circ}С, p_{тр} = 4.58 мм рт. ст.$ Удельная теплота испарения воды в тройной точке равна $q = 2,48 \cdot 10^{3} кДж/кг$, удельная теплота плавления льда $\lambda = 0,34 \cdot 10^{3} кДж/кг$.
Найдите удельную теплоту сублимации воды $\nu$ (т. е. прямого перехода из твердого в газообразное состояние) в тройной точке.
Решение:
Рассмотрим цикл, окружающий тройную точку: $A \rightarrow B \rightarrow C \rightarrow A$ (рис 203); при этом по очереди происходят следующие превращения фаз: плавление $ \rightarrow $ испарение $\rightarrow$ превращение газа непосредственно в твердое тело. Из 1-го начала термодинамики при условии, что цикл неограниченно сжимается в тройную точку, получим для массы $m$ вещества
$m \lambda + mq – m \nu = 0$,
гак как работа системы за цикл равна нулю, притока тепла извне нет, а, значит, полное изменение внутренней энергии также равно нулю (правая часть уравнения). Отсюда находим удельную теплоту сублимации воды в тройной точке:
$\nu = \lambda + q = 2,82 \cdot 10^{6} Дж/кг$.