Диаграмма состояния воды

Три кривые разбивают диаграмму (рис.3.4) на поля, каждое из которых отвечает одному агрегатному состоянию воды: лед, жидкая вода и пар. Кривые отвечают равновесию между соответствующими двумя фазами.

Рис.3.4. Диаграмма состояния воды при средних давлениях.

Кривая ОС характеризует зависимость давления насыщенного пара жидкой воды от температуры и называется кривой испарения; кривая ОВ ─ зависимость температуры замерзания воды от внешнего давления и называется кривой плавления; кривая ОА ─ зави-симость давления насыщенного пара над льдом от температуры и называется кривой возгонки; кривая OD определяет давление насыщенного пара над переохлажденной водой (метастабильное состояние). При внесении в такую во-

ду нескольких кристалликов льда произойдет быстрое замерзание воды. Эти же кривые характеризуют и обратные равновесные соответствующие процессы: конденсации, кристаллизации и сублимации.

Для однофазной области, обозначенной например, точкой 1, число степеней свободы С = 3 - 1= 2. Это означает, что в известных пределах можно менять температуру и давление и это не вызовет изменения числа и вида фаз системы. В точке 2 число степеней свободы С = 3 - 2= 1. Это указывает на возможность произвольного изменения или температуры или давления. При этом вторая переменная тоже должна изменяться в соответствии уравнением Клапейрона–Клаузиуса.

В точке О в равновесии находятся одновременно три фазы: лед, жидкая вода и пар, число степеней свободы в тройной точке равно С = 3 - 3= 0. Это означает, что все три фазы могут находиться в равновесии только при определенных условиях:

р=6,1·10² Па и Т = 273,1576 К (0,0076°С).