Почему кривая плавления воды наклонена «не в ту сторону»?

Обычный лёд менее плотен, чем жидкая вода, поэтому рост давления благоприятствует жидкости и понижает температуру плавления — отрицательный dP/dT вдоль плавления по уравнению Клапейрона. У большинства веществ наклон положительный.

Что происходит в критической точке?

Плотности жидкости и пара становятся равны, мениск исчезает; выше критической температуры жидкость нельзя получить одним лишь давлением. Критическая точка здесь схематична — точные T_c и P_c берут из таблиц насыщенного пара.

Можно ли снять точные температуры кипения с этой карты?

Только качественно. Кривая давления пара показывает тренд температуры кипения с давлением, но линия учебная. Для инженерных чисел нужны таблицы насыщенного пара или проверенное уравнение состояния.

Фазовая диаграмма воды

Качественные кривые плавления, сублимации и давления насыщенного пара до критической точки; зонд помечает фазу.

О модели

Фазовая диаграмма воды на плоскости P–T: кривые плавления, сублимации и давления насыщенного пара до критической точки разделяют области льда, жидкости и пара. Зонд показывает, в какую область попадает выбранная точка (P, T). Кривые схематические, не таблицы IAPWS: метастабильные продолжения, полиморфы льда кроме обычного Ih и сдвиги от растворённых веществ опущены. Переход через кривую плавления или сублимации — сосуществование двух фаз; у критической точки жидкость и пар перестают различаться. Отрицательный наклон кривой плавления воды и тройная точка — главные учебные особенности диаграммы.

Для кого: Общая химия и вводная физическая химия: фазовые равновесия воды.

Ключевые понятия

фазовая диаграмма
тройная точка
критическая точка
давление насыщенного пара
кривая плавления
сублимация

Как это работает

На плоскости P–T нарисованы кривые плавления, сублимации и давления насыщенного пара до критической точки; области подписаны как лёд, жидкость и пар. Зонд (P, T) помечает фазу. Кривая плавления воды имеет отрицательный наклон (уравнение Клапейрона: лёд легче жидкости). Диаграмма качественная, не таблицы IAPWS.

Основные формулы

Clapeyron: dP/dT = ΔS/ΔV — water expands on freezing (ΔV < 0) ⇒ negative dP/dT along fusion.

Часто задаваемые вопросы

Почему кривая плавления воды наклонена «не в ту сторону»?: Обычный лёд менее плотен, чем жидкая вода, поэтому рост давления благоприятствует жидкости и понижает температуру плавления — отрицательный dP/dT вдоль плавления по уравнению Клапейрона. У большинства веществ наклон положительный.
Что происходит в критической точке?: Плотности жидкости и пара становятся равны, мениск исчезает; выше критической температуры жидкость нельзя получить одним лишь давлением. Критическая точка здесь схематична — точные T_c и P_c берут из таблиц насыщенного пара.
Можно ли снять точные температуры кипения с этой карты?: Только качественно. Кривая давления пара показывает тренд температуры кипения с давлением, но линия учебная. Для инженерных чисел нужны таблицы насыщенного пара или проверенное уравнение состояния.

Близкие темы рядом (в том числе из смежных разделов) — или все 65 в «Химия».

Вся категория →

Школьные