Физическая химия. Колпакова Н.А - 99 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

99
К настоящему времени состояние воды изучено в широком интервале
температур и давлений. При высоких давлениях установлено семь кристал-
лических модификаций льда. Наличие различных модификаций вещества —
явление полиморфизма — приводит к усложнению как пространственной, так
и плоской диаграмм состояния. На рис. 2 приведена плоская диаграмма со-
стояния воды при невысоких давлениях (p < 2,5 ⋅ 10
7
Па). Там же указаны об-
ласти существования фаз.
Число степеней свободы системы в области существования одиночных
фаз (тв., ж., газ) равно 2:
С = К – Ф + 2 = 1 – 1 + 2 = 2.
Это говорит о том, что небольшие изменения параметров системы (p и Т)
не будут изменять число и вид фаз системы.
Как видно из рис. 2, переход льда (низкотемпературная фаза) в воду (вы-
сокотемпературная фаза) характеризуется тангенсом угла наклона
d
0
d
T
p
<
(линия OB). Согласно уравнению Клаузиуса — Клапейрона (178), знак произ-
водной обусловлен тем, что при плавлении льда ∆V = V
ж
– V
т
< 0, то есть
V
ж
< V
т
. В связи с этим при увеличении внешнего давления температура
плавления льда понижается. Однако понижение температуры плавления льда
с ростом внешнего давления наблюдается только до р = 2,07 ⋅ 10
8
Па
(2045 атм) и Т = 251 К и характерно лишь для кристаллической модификации
льда, названной лед Ι. При более высоких давлениях в устойчивом равнове-
сии с жидкой водой будут находиться другие модификации льда: лед ΙΙΙ, V,
VΙ и VΙΙ, плавление которых сопровождается увеличением объема (V
т
< V
ж
).
Рис. 2. Диаграмма состояния воды при средних давле-
ниях

Страницы