主题:【原创】水的沸点是多少? -- 橡树村
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我来试一试。这个问题对化学专业的来说,不会太难,要深入浅出的解释,就费劲了。说的不对的地方,请指正。还要需要说明的是,相图的结果是测量的结果,主要是由实验确定的,理论上推导较少,由于条件限制,极端的压力温度可能难以获得,只能测量到一定范围,无法无限外推。所有的结果,都要看实际相图的结果。在一个,冰(固体)的体积比水(液体)的大,这个是反常的。一般固体比液体体积小。后面要用到。
一,对水或其他纯净物三相点一定存在么?换句话说是不是这三条线必然交于同一点。从几何上似乎可以这么认为,但我想知道有没有物理上的解释。
对于水,和水银,我知道都有三相点存在,相交于一点,其他的纯净物质,估计也可能有。没有资料手册。理论上应该存在。再深奥些,就得用术语了。大略知道他们各相的某种能量在这时相同就行了(Gibbs 自由能)。
[/QUOTE]二,这张图上超临界点右上仍有液气分界线,那么超临界态是指存在于这条线上还是包括附近的一片区域。如果是前者那么超临界点左下的液气分界线为什么不能认 为是超临界态。如果是后者那么这个区域是什么范围。是否温度超过374摄氏度不管压力多少,或者压力超过218大气压而不管温度多少都是超临界态。
一般定义超临界态时,主要是对气体和液体说的,对于固体和液体没有这样的定义。过了临界点,就气液不分了。以后还要看相图。
三,气固分界线到绝对零度中止,这没什么好说的,那么液固分界线上是否也有类似的超临界点存在。
因为好像测量的条件所限,只到了一定程度的温度和压力,并没有那么极端的压力和温度(液固分界线,你外推看看,可能多大的压力?)。前面讲了,临界点一般对气体和液体说。也许以后能够控制极端的温度和压力,很大的压力,可能有,不过现在好像还没有得到所谓得这样的固体和液体的临界点。
四,气固,液气分界线都是单调递增的,为什么固液分界线正好相反,换句话说,压力的增加可以促使气体变成液体,为什么不会使液体变成固体而是正好相反?之 所以这么问,是因为我们都有这个印象,就是随着温度的增加,水的变化顺序是固体,液体,气体。而压力增加很多时候是和温度降低做类比的,不过这时候的顺序 就变成气体,固体,液体了。总有点不习惯。
这个人的常识并不总正确。要解决这个问题,还要稍微用个公式。分界线的斜率由下面的公式决定。
(Clausius-Clapeyron relation)dp/dt=K/dV .打不上公式,可以自己google.
斜率 dp/dt 的符号 取决于 K/dV….因为冰的体积比水大,所以dV减小,为负,斜率 dp/dt也就为负了。
五,如果压力持续增大而在固液分界线上没有超临界点,那么这条线最终会不会与Y轴相交,也就是说,那时候即使在绝对零度下,水仍然是以液体形式存在。
这个问题换个角度来说,气液固三相实际上由能量决定,分子能量高,间距大,就形成气体,最可能的情况是,在绝对零度的时候,外界不提供能量,分子无法自由运动,成为固体。
另外,临界点如下。
a critical point, also called a critical state, specifies the conditions (temperature, pressure) at which the liquid state of the matter ceases to exist. As a liquid is heated within a confined space, its density decreases while the pressure and density of the vapor being formed increases.