Термин "тройная точка" в 1873 году ввёл Джеймс Томсон, брат Уильяма Томсона (лорда Кельвина), в честь которого названа шкала температуры и её единица измерения.
Речь идёт об абсолютно естественном процессе.
Конечно, можно положить кусок льда в сосуд с кипящей водой. Но эффект будет кратковременным, лёд быстро растает. Что же тогда необходимо предпринять?
Все мы прекрасно знаем, что пресная вода кипит при 100 °C, а замерзает при 0 °C. Кроме того, всем известно, что пар горячий, а лёд холодный.
При охлаждении пар конденсируется в жидкость, которая при большем понижении температуры превращается в лёд. То есть в нашем случае, вероятно, сформируется ледяной пар, что кажется удивительным.
На самом деле вода может менять фазовые состояния при температурах, отличных от 0 и 100 °C. Вполне возможно получить кипящую воду при температуре 80 °C или таящий лёд при -5 °C.
Фактором, определяющим температуру фазового переходя является давление
Экспериментально можно выявить, что при снижении давления температура кипения воды понижается, а температура замерзания слегка повышается.
Фактически, при значительном понижении давления от нормального значения в 1 атм до 0.006 атм (высокий вакуум) температура кипения воды падает до 0.01 °С.
При этом температура замерзания незначительно растёт до 0.01 °С.
Например, на вершине горы Джомолунгма (8 848 м над уровнем моря) давление порядка 0.33 атм, а вода кипит при 71 °С.
Таким образом, при давлении приблизительно 0.006 атм и температуре 0.01 °С можно получить систему, в которой жидкая вода может одновременно замерзать и кипеть. Такова природа.
Аналогичное поведение, когда все три фазы, а именно твёрдая, жидкая, газообразная сосуществуют в термодинамическом равновесии, могут проявлять и другие чистые вещества.
Это явление происходит при специфическом сочетании давления и температуры для каждого вещества и называется тройная точка.
Обязательно подписывайтесь, Вам также понравится:
Почему самая низкая возможная температура -273.15 °C, а самая высокая 141.785 нониллионов °C?
Что произойдёт, если прикоснуться к урану голыми руками?