كيفية حساب النقطة الثلاثية للمادة


الاجابه 1:

هل يمكن أن يغلي الماء بشكل طبيعي أثناء تغطيته بطبقة من الجليد؟

يمكن للمرء أن يضع قطعة من الثلج فوق دورق من الماء المغلي ويذهب فويلا ، لكن السحر سيكون مؤقتًا وكذلك الجليد. لا نريد أن يذوب الجليد لدينا. ما الذي يمكن فعله بعد ذلك بحيث يمكن أن يتواجد الجليد مع الماء المغلي؟

نعلم أن الماء يغلي عند 100 درجة مئوية ويتجمد عند 0 درجة مئوية من التجربة الشخصية ، نعلم أيضًا أن البخار ساخن والثلج بارد ، وأن البخار عند تبريده يتكثف في الماء ، والذي عند تبريده يتجمد إلى ثلج. في حالتنا ، سنحتاج إلى بخار مثلج ، والذي يبدو وكأنه فكرة سخيفة إلى حد ما.

الآن كما يحدث ، يمكن أن يخضع الماء لتغييرات في الطور عند درجات حرارة غير 100 درجة مئوية أو 0 درجة مئوية. وهذا يعني أنه يمكن أن يكون لدى المرء بالفعل ماء مغلي عند 50 درجة مئوية أو ذوبان الجليد عند -5 درجة مئوية. تغيير درجات الحرارة هو الضغط.

من التجارب ، لوحظ أنه مع انخفاض الضغط ، تنخفض درجة غليان الماء ، بينما ترتفع درجة التجمد قليلاً.

في الواقع ، مع انخفاض قوي في الضغط من الضغط الجوي العادي بمقدار 1 ضغط جوي نزولاً إلى 0.00603659 ضغط جوي (فراغ عالي) ، تنخفض درجة غليان الماء من 100 درجة مئوية إلى 0.01 درجة مئوية.

في الوقت نفسه ، تزيد نقطة التجمد قليلاً من 0 درجة مئوية إلى 0.01 درجة مئوية.

وهكذا ، عند 0.00603659 atm و 0.01 ° C ، نحصل على نظام يمكن أن يغلي الماء ويتجمد في نفس الوقت. إنه أمر غريب ، لكن هكذا تعمل الطبيعة أحيانًا.

يمكن أن تظهر مادة نقية بخلاف الماء أيضًا سلوكًا مشابهًا حيث يمكن أن تتعايش المراحل الثلاث ، وهي الحالة الصلبة والسائلة والغازية في توازن ديناميكي حراري. تحدث هذه الظاهرة عند مزيج واحد محدد من الضغط ودرجة الحرارة. عبر جميع التركيبات الأخرى لدرجة الحرارة والضغط ، يمكن أن توجد المادة في مرحلة واحدة أو مرحلتين.

يُطلق على التركيبة المحددة للضغط ودرجة الحرارة التي يمكن أن تتعايش فيها المراحل الثلاث للمادة النقية النقطة الثلاثية.


الاجابه 2:

لقد أصبح هذا الأمر موضوعيًا تمامًا ، مع الاجتماع الأخير في باريس لمناقشة تعريف الوحدات الأساسية السبع لنظام SI. كان الجزء الأكثر أهمية من هذا الاجتماع هو إعادة تعريف Kg. كانت هذه هي الوحدة الوحيدة التي لا تزال تعتمد على قطعة أثرية مادية ، وهي الكتلة القياسية من البلاتين المخزنة في قبو في باريس. تم إعادة تعريفه من حيث ثابت بلانك (وهو ثابت أساسي يحدد الحد الأدنى لجزء منفصل من الطاقة من الناحية الكمية). ومع ذلك ، تم أيضًا إعادة تعريف تعريف وحدة أساسية أخرى ، وهي درجة الحرارة ، كلفن. إذا قرأت التفسيرات أدناه ، فستجد أن النقطة الثلاثية للماء قد تم استخدامها كمقياس أساسي تم من خلاله تعريف كلفن ، وهو بالضبط 273.16 كلفن ، وقد تم التخلي عن هذا الآن وبدلاً من ذلك يتم قياس كلفن من حيث ثابت بولتزمان ، ثابت آخر مشتق من نظرية الكم. لذلك فقدت النقطة الثلاثية للمياه بعض أهميتها من الناحية العلمية.

لن أستمر في شرح النقطة الثلاثية للمياه ، كما فعل العديد من المساهمين جيدًا أدناه. ومع ذلك ، فإنني أوصي أيضًا بهذا الفيديو على Youtube للحصول على عرض عملي للنقطة الثلاثية للمياه.

سيعرف القارئ العادي ما تعنيه 0.01 درجة مئوية ، فهو قريب بدرجة كافية من درجة حرارة الماء المتجمدة عند الضغط الجوي العادي. ومع ذلك ، قد يكون من الجدير بالذكر أن 611 باسكال ضغط منخفض جدًا ، حوالي 0.6٪ من الضغط الجوي العادي ، أي ما يعادل ارتفاعًا شديدًا جدًا على الأرض (35 كم) أو تقريبًا ضغط الغلاف الجوي على المريخ. هناك مقال مثير للاهتمام حول هذه المسألة بالذات ، النقطة الثلاثية للماء على المريخ ، هنا.

الغلاف الجوي لكوكب المريخ والنقطة الثلاثية للمياه

الاجابه 3:

تعريف:-

في الديناميكا الحرارية ، النقطة الثلاثية للمادة هي درجة الحرارة والضغط حيث تتعايش المراحل الثلاث (الغاز والسائل والصلب) لتلك المادة في التوازن الديناميكي الحراري.

نقطة ثلاثية من الماء: -

المزيج الفردي للضغط ودرجة الحرارة حيث يمكن أن يتعايش الماء السائل والجليد الصلب وبخار الماء في توازن مستقر عند 273.16 كلفن بالضبط (0.01 درجة مئوية ؛ 32.02 درجة فهرنهايت) وضغط بخار جزئي يبلغ 611.657 باسكال (6.11657 ملي بار ؛ 0.00603659 atm). في هذه المرحلة ، من الممكن تغيير كل المادة إلى جليد أو ماء أو بخار عن طريق إجراء تغييرات صغيرة عشوائية في الضغط ودرجة الحرارة. حتى إذا كان الضغط الكلي للنظام أعلى بكثير من النقطة الثلاثية للماء ، بشرط أن يكون الضغط الجزئي لبخار الماء هو 611.657 باسكال ، فلا يزال من الممكن إحضار النظام إلى النقطة الثلاثية للماء.

يمكن للمرء أن يفهم من خلال مخطط المرحلة هذا للمياه: -

المصدر: - ويكيبيديا (

النقطة الثلاثية

)


الاجابه 4:

هذه قصة ، لكنها تستند إلى تجربتي الخاصة.

عندما كنت أعمل في أحد المختبرات ، اعتدنا على غلي الماء في دورق مخروطي الشكل (مخروطي الشكل ذو عنق ضيق وقاع مسطح) ، ويمتلئ ثلثاها تقريبًا. كنا نغليها بقوة حتى يتم التخلص من الهواء بالكامل ولم يتبق سوى البخار (بخار الماء) في الجزء العلوي.

كنا نغطيه بسرعة ، ثم نقلبه. كنا نضع القليل من الثلج الجاف فوق القارورة المقلوبة ، وسرعان ما يبدأ الماء في الغليان مرة أخرى. إذا حافظنا على الجليد الجاف متجددًا ، فيمكننا الحصول على الصقيع داخل القارورة أسفل الثلج الجاف مباشرةً بينما يستمر الماء في الغليان في الأسفل.

الشرح: بخار الماء الساخن في الدورق يبرد بواسطة الجليد الجاف المتكثف ، مما يخفض الضغط داخل الدورق مما يخفض درجة غليان الماء. سيتكثف بعض بخار الماء ويتجمد بالقرب من مكان ملامسة الجليد للزجاج مما يتطلب غلي الماء للحفاظ على توازن ضغط البخار. أعتقد أن النظام كان قريبًا جدًا من النقطة الثلاثية للمياه في تلك المرحلة. أراهن أننا إذا قمنا بتبريد هذا القارورة (النيتروجين السائل؟) يمكننا الحصول على حلقة من الجليد حول سطح الماء مع الماء المغلي في المنتصف. شخص ما حاول ذلك من فضلك. قارورة ديوار الخاصة بي فارغة في الوقت الحالي.


الاجابه 5:

نستخدم الماء في حالاته الثلاث. مثل الماء للشرب وما إلى ذلك. الثلج الصلب في الشرب الخ. الأبخرة الغازية في الطبخ وما إلى ذلك ونحن بحاجة إلى القيام بعمل شاق (تجميد ، تسخين ، غليان) لتغيير حالتها.

لكن السحر يحدث عند ثلاثة نقاط من الماء حسب رغبتك ، يمكنك تغيير كل المادة إلى جليد أو ماء أو بخار عن طريق إجراء تغييرات صغيرة عشوائية في الضغط ودرجة الحرارة.

Bcuz عند تركيبة واحدة من الضغط (6.11 ملي بار) ودرجة الحرارة (0.01 درجة مئوية ؛ 32.02 درجة فهرنهايت ؛ 273.16 كلفن) يمكن أن يتعايش الماء السائل والثلج الصلب وبخار الماء في توازن مستقر أو في انسجام سلمي.

نقطة ثلاثية من الماء = 3 أخطاء في الماء ؛ حيث أن جميع الحالات الثلاث (بداية / أولاً) تحب بعضها البعض.

(هذا الحب ينتهي عند نقطة حرجة).

يوجد أدناه الرسم البياني لرحلة الحب:


الاجابه 6:

ال

تمبراتوريري

و

الضغط

التي يمكن أن تتعايش فيها مادة

اتزان

في الحالة السائلة والصلبة والغازية. النقطة الثلاثية من الماء النقي تكون عند 0.01 درجة مئوية (273.16 كلفن ، 32.01 درجة فهرنهايت) و 4.58 ملم من الزئبق.

هنا ، المرحلة daigram بين درجة الحرارة و

الضغط

من الجوهر. أعتقد أن النقطة أ (النقطة الثلاثية) مهمة حيث توجد جميع مراحل الجوهر الثلاثة

اتزان

. إنها مختلفة بالنسبة للمواد المختلفة. لذلك ، فإنه يعتمد على خاصية الممتلكات المادية. يمكنك فهم هذا الديغرام من خلال القانون الصفري للديناميكا الحرارية.

ال

القانون الصفري للديناميكا الحرارية

تنص على أنه إذا كان اثنان

الديناميكا الحرارية

كل نظام في حالة توازن حراري مع الثلث ، ثم يكونون في حالة توازن حراري مع بعضهم البعض. في الصورة الأولى ترى أن السائل والصلب والغاز والصلب في حالة توازن. لذلك ، الغاز والسائل في حالة

توازن حراري

الاجابه 7:

النقطة الثلاثية لأي مادة ، هي كما يوحي الاسم لظروف حجم الضغط ودرجة الحرارة التي توجد بها المادة في جميع الحالات الثلاث أي الصلبة والسائلة والغازية في نفس الوقت ،

من أجل الماء

0.01 درجة مئوية أو 273.16 ك و

4.58 ملم زئبق أو 611.2Pa

تُستخدم هذه النقطة لمعايرة موازين الحرارة أيضًا ،

إذا كنت مهتمًا ، أود أن أقترح النظر في تجربة أندروز على ثاني أكسيد الكربون وهي تجربة ديناميكية حرارية والتي أعتقد أنها يمكن أن تساعدك على فهم أن النقطة الحاسمة في تلك التجربة هي المكان الذي يكون فيه ثاني أكسيد الكربون في الحالة السائلة والغازية.


الاجابه 8:

النقطة الثلاثية: تسمى درجة الحرارة والضغط اللذين توجد عندهما مادة ما في نفس الوقت في ثلاث حالات صلبة وسائلة وغازية في حالة التوازن بالنقطة الثلاثية لتلك المادة.

النقطة الثلاثية لكل مادة تكون دائمًا فريدة أو ثابتة. النقطة الثلاثية للماء هي 0.01 ^ \ circ C & 611.657Pa

يتم إعطاء درجة الحرية لأي مادة عند نقطتها الثلاثية من قاعدة مرحلة جيبس ​​على النحو التالي

F = C-P + 2 = 1-3 + 2 = 0

توضح النتيجة أعلاه أن درجة الحرية لأي مادة عند نقطتها الثلاثية تكون دائمًا صفرًا مما يعني أنها لا تتطلب أي متغير إلى نقطة ثلاثية محددة لأي مادة مما يعني أن النقطة الثلاثية للمادة تكون دائمًا فريدة أو ثابتة.


الاجابه 9:

بالإضافة إلى سلوكه غير المعتاد في درجات الحرارة المنخفضة ، فإن الماء له خاصية أخرى مثيرة للاهتمام. عند درجة حرارة وضغط معينين ، يمكن أن توجد في وقت واحد ، وفي توازن تام ، في الحالة الصلبة والسائلة والغازية (بخار الماء). يسمى شكل التوازن هذا بالنقطة الثلاثية للماء وهو مفيد جدًا في المساعدة على تحديد درجة الحرارة وقياسها.

النقطة الثلاثية لأي مادة هي درجة الحرارة والضغط التي يمكن للمادة عندها أن تتعايش في جميع المراحل الثلاث (الصلبة والسائلة والغازية) في حالة التوازن. على وجه التحديد ، النقطة الثلاثية للماء هي 273.16 كلفن عند 611.2 باسكال

لمزيد من المعلومات ، يمكنك أيضًا مشاهدة الفيديو أدناه.


الاجابه 10:

ما هي النقطة الثلاثية لـ H2O؟

إنها درجة الحرارة والضغط حيث يوجد مزيج نظيري معين من الماء في الأطوار الصلبة والسائلة والغازية في نفس الوقت.

يحدث عند جزء صغير من ضغط جوي واحد (611.657 باسكال) وحوالي 0.01 درجة مئوية في درجة الحرارة.

في حين أنها كانت نقطة محددة على مقياس كلفن ، منذ 20 مايو 2019 ، لم تعد كذلك. رغم ذلك ، لا تزال قطعة أثرية قيمة للغاية تستخدم في معايرة موازين الحرارة.

انظر P 133 من وثيقة التعاريف الرسمية لـ SI.

https://www.bipm.org/utils/common/pdf/si-brochure/SI-Brochure-9-EN.pdf؟fbclid=IwAR3zz0caInZqN33J-dJHJtMCczqmZwiXJfd1otgideXdx5boHdB-Dt5A91g