Уверена, вы такое с водой в жизни никогда не наблюдали!
Конечно, если вам повезло и вы, например, физик, или химик, которому доступны лабораторные эксперименты. А может даже - космонавт…
Тогда сможете похвастаться и поделиться эмоциями в комментах.
Но меня распирает от желания поделиться впечатлением: вода умеет кипеть, замерзать и испаряться одновременно!
ЧТО НАДО, ЧТОБЫ ЗАКИПЕТЬ ПРИ 0°C
Если спрошу вас: “Какая температура кипения воды?” - вы не ошибетесь. Ну конечно, она закипает при 100 градусах по цельсию. Любой школьник это знает.
Но не все так однозначно!
Если вы влезете на Эверест, все изменится. На вершине горы достаточно будет нагреть воду до 69 °C, чтобы она закипела.
Никаких чудес тут нет. Так проявляется физическая связь температуры кипения и атмосферного давления. Чем выше над уровнем моря, тем ниже давление. А с падением давления понижается и температура кипения.
Если продолжать понижать давление, то при 0 °C (почти) вода будет одновременно существовать сразу в трех агрегатных состояниях. Лёд тает и становится водой, вода испаряется и становится газообразной… Все это равновесно.
Этот прекрасный момент физики называют “тройная точка”.
То, что касается воды - тройная точка этого вещества достигается при температуре 0,01 °C (273,16 К) и давлении в 611,657 паскалей (что соответствует всего лишь 4,58 мм рт. ст.). Заметьте, подобное давление - очень маленькая величина! Просто мизерная.
Для понимания давайте еще разок “вознесемся” на вершину Эвереста.
Здесь атмосферное давление в 2,9 раза ниже, чем нормальное: 265 против 760 мм рт.ст.
А в тройной точке воды давление почти в 200 раз ниже нормального.
А теперь скажите, вам известны места на Земле, где есть такое давление? Если да, расскажите об этом в комментариях. Очень любопытно узнать, где это.
Мне известно только одно такое место - экспериментальная лаборатория.
НЕ ТОЛЬКО ДЛЯ ВОДЫ
Кстати, тройная точка - это не только про воду. Это про все известные вещества, которые имеют разные фазовые состояния.
Она есть и у твердых кристаллических веществ, например, у железа. И у газообразных, например, углекислого газа.
Тройная точка - момент когда вещество находится в трех “ипостасях” одновременно…
Очень эффектно выглядит тройная точка циклогексана.
Одновременно с тем, как вещество кипит, оно еще и затвердевает! Для этого вещества с формулой C6H12 тройная точка возникает при 0,05 атм и 6°C.
Кстати, не существует единой формулы, которая определила бы тройную точку вещества, поскольку взаимодействия между атомами разных веществ уникальны и связаны с определенным набором условий температуры и давления. Тройная точка определяется только экспериментально.
КОМУ НУЖНА ТРОЙНАЯ ТОЧКА ВОДЫ
Хотя в природе невозможно отыскать воду в ее тройной точке, этот показатель очень даже необходим. Как очень точный ориентир. Как реперная (опорная) точка.
Например, в научном определении температурной шкалы Кельвина. Которая, если вы в курсе, - основная единица температуры в физике.
Вы спросите: “Почему шкалу Цельсия нельзя использовать? Ведь там за 0 градусов принят момент замерзания воды. Превращения ее в лёд”.
Да потому и нельзя, что Цельсий учитывал это превращение на уровне моря при нормальном давлении.
А давление, как известно, величина не постоянная. Даже на уровне моря - изменчивая.
А вот феномен тройной точки воды позволяет использовать ее необычное поведение как точку отсчета, например, для калибровки приборов.
Ну и самое последнее:
- когда вы видите в межсезонье при температуре около 0 °C одновременно лужи, льдинки и туман, это естественная суть явлений. Тут нет никакого противоречия. Как и НЕТ никакой тройной точки воды.
Состояние тройной точки относится только к чистому веществу, без примесей. Когда речь идет о тройной точке - в воде кроме воды ничего не должно быть ))
Воздуха с иными газами - тоже.
Да и когда вы поутру наблюдаете замерзание и испарение воды на первом морозце - речь не идет о равновесном состоянии. Все состояния воды имеют временный характер. Как только выглянет солнышко, лёд обязательно растает станет жидкостью, а жидкость непременно испарится. Вода принимает вид только одной из фаз, а не всех трех одновременно.
Такая вот своенравная вода. Умеет удивить и застать врасплох.
Ученые также всерьез были озадачены, когда обнаружили новую форму льда.
Благодарю вас за 👍, который вы ставите публикациям. А комментарии под статьей помогают найти интересные темы.
Спасибо, что помогаете каналу развиваться.
Не забывайте подписаться на канал - наши читатели узнаю́т больше, когда вникают в Суть явлений
