edgeways.ru
Список форумов
ExMachina
Вехи и детали развития технической цивилизации. 
Тройная точка
Пользователь: Эдуард (IP-адрес скрыт)
Дата: 13, June, 2016 01:41

Я решил вынести эту тему отдельно, поскольку это того стоит.
Из курсов термодинамики мы помним, что вещества могут находиться в трех основных агрегатных состояниях:
1. Твердое тело
2. Жидкость
3. Газ

Определения следующие:
Твердые тела сохраняют объем и фому
Жидкости только объем
Газы не сохраняют объем, а заполняют собой все свободное пространство
Объяснения такого поведения веществ следующие.
Каждая молекула вещества вследствие движения обладает кинетической энергией.
Причем, как выяснилось, кинетическую энергию можно описать некой величиной, называемой температурой. Оказывается, что молекулы различных веществ с одинаковой средней кинетичесой энергией при контакте сохраняют эту энергию и таким образам возможно тепловое равновесие даже различных веществ. На этом зиждется вся термодинамика.
Так вот, в твердом агрегатонм состоянии молекулы имеют некую кинетическую энергию, но ее недостаточно не то что оторваться дрег от дрега, но даже изменить относительное положение молекул. Вещества с достаточно простыми молекулами при низких температурах образуют достаточно жесткие кристаллические решетки, и молекулы просто колеблются (осциллируют) относительно некоего равновесного положения.
При уведичении температуры кинетическая энергия молекул возрастает, и в какой то момент превосходить потенциальную энергию отрыва от соседей. Вещество имеет возможность начать испаряться. Превращаться в газ.
Но тут то и возникает интересное явление, которое из повседневной жизни кажется нам вполне естественным. Вещество, вместо того , чтобы сразу испариться, переходит в некое промежуточное состояние - жидкость. То есть молекулы уюе имеют достаточно кинетической энергии, чтобы разорвать поленциальные узы, но что-то им мешает полностью оторваться от соседей.
И что же им мешает?
Оказывается, дело тут не в каких-то внутренних свойствах вещества, а в окружающих условиях.
Оказывается, жидкое состояние - это совсем не обязательная фаза, а очень сильно зависит от окружающего нагреваемое тело газа.
Те кто еще школьную физику, должны и помнить, что жидкая фаза возможно только при наличии ненулевого давления вокруг вещества. Грубо говоря, нежен газ вокруг с "достаточно большим" давлением. Иначе, в отсутствие такого давления абсолюто все вещества сразу переходят из твердого состояния в газообразное. Для каждого вещества есть свое критическое давление и критическая температура, при которах вещество может находиться сразу во всех трех состояниях. Эта точка называется тройной точкой и уникальна для каждого конкретного вещества.
Если давление газов ниже такого критического, Жидкая фаза невозможна.
Например для воды тройная точка характеризуется температурой +0.01C и достаточно низким давлением 611pa. Такие условия можно получить только в лаборатории.
[ru.m.wikipedia.org]
Наоборот, для углекислого газа CO или СО2 критическое давление существенно выше одной атмосферы и в обычнах условиях сухой лед (углекислота) сразу испаряется без жидкой фазы.
Все это описывается в учебниках без каких либо хотя бы качественных попыток объяснить сие явление.
Я попытаюсь объяснить это здесь как сам понимаю.

Итак, при нагревании твердого тела некоторые молекулы на поверхности приобретают достаточно кинетическое энергии, чтобы оторваться от соседей, но при отрыве, они теряют бОльшую часть этой энергии преврящаясь в "медленный газ". Если бы снаружи не было вообще газа, например действие происходит в вакуумной установке, эти медленный молекулы беспрепятственно улетели бы от поверхности. Но если вокруг есть газ с температурой примерно такой, как температура твердого вещества и его концентрация достаточно большая, то те немногие медленные молекулы, которые оторвалиь от соседей, тут же сталкиваются с быстрыми молекулами газа и "заталкиваются" обратно. Таким образом энергии у них остается достаточно, чтобы не оставаться на месте внутри вещества, но внешнее давление принуждает их "сохранять объем".
Данное толкование например может объяснить, почему в открытом космосе, где нет никакого внешнего давления, вещества не могут находиться в жидком агрегатном состоянии. Как только молекула такого вещества получит достаточно энергии для отрыва, она улетит и не вернется.

Перейти: <>
Опции: ОтветитьЦитировать

Тема Написано Дата
Тройная точка Эдуард 13.06.2016 01:41
Отв: Поправочка(tu) КислицА 13.06.2016 05:50
Отв: все это работает при отсутсвии гравитации sezam 13.06.2016 13:09
Отв: все это работает при отсутсвии гравитации Эдуард 13.06.2016 14:05
Отв: лучше сказать "в привычном" sezam 13.06.2016 14:49
пока разъезжал.. edge 13.06.2016 18:19
Отв: Тройная точка Виктор Ф. 15.06.2016 11:21
Отв: Тройная точка Эдуард 15.06.2016 15:15
Отв: Тройная точка ilyas xan 15.06.2016 15:18
Отв: Тройная точка Эдуард 15.06.2016 17:15
конкретный опыт BAPBAP 15.06.2016 18:24
Это не тот опыт Эдуард 16.06.2016 02:34
Отв: Это не тот опыт ilyas xan 16.06.2016 11:02
Отв: Тройная точка Виктор Ф. 15.06.2016 19:01
Отв: Тройная точка ilyas xan 15.06.2016 19:27
Отв: Тройная точка Эдуард 16.06.2016 02:50
Отв: Не в открытом космосе, а в гипотетическом gogasy 16.06.2016 10:46
Отв: Тройная точка Виктор Ф. 16.06.2016 10:58
Отв: Тройная точка ilyas xan 16.06.2016 11:09
Отв: Тройная точка Эдуард 16.06.2016 18:32
Отв: Тройная точка Виктор Ф. 17.06.2016 10:07
Отв: Тройная точка Эдуард 17.06.2016 17:16
Отв: Что ты хочешь знать?(tu)(tu)(tu) gogasy 18.06.2016 01:20
Отв: Фазовая диаграмма Ртути gogasy 18.06.2016 15:36
Отв: Тройная точка Виктор Ф. 18.06.2016 18:12
Отв: Тройная точка Эдуард 19.06.2016 01:44
Отв: Тройная точка Виктор Ф. 19.06.2016 10:58
Отв: Ошибочный посыл gogasy 19.06.2016 12:40
Отв: Ошибочный посыл Виктор Ф. 19.06.2016 21:29
Отв: Ошибочный посыл(tu) Эдуард 20.06.2016 06:32
Физически безупречны все три примера(tu)(tu) gogasy 20.06.2016 16:13
Отв: Ошибочный посыл Виктор Ф. 20.06.2016 23:22
Отв: Правильный посыл ilyas xan 22.06.2016 10:21
Отв: Тройная точка Эдуард 19.06.2016 18:27
Моя логика Виктор Ф. 19.06.2016 21:14
Отв: Моя логика Эдуард 20.06.2016 06:05
Отв: Моя логика Виктор Ф. 20.06.2016 13:40
Отв: Моя логика Эдуард 20.06.2016 16:22
Отв: Моя логика Виктор Ф. 20.06.2016 23:55
Отв: во избежании непонимания gogasy 21.06.2016 00:52
Отв: во избежании непонимания Виктор Ф. 21.06.2016 01:40
Отв: во избежании непонимания ilyas xan 21.06.2016 15:32
Отв: во избежании непонимания ilyas xan 21.06.2016 15:31
Отв: Тройная точка - не понял вопроса gogasy 15.06.2016 20:53
Отв: Тройная точка - не понял вопроса Эдуард 16.06.2016 02:45
Отв: ошибочный посыл gogasy 16.06.2016 00:45
Как сказать Эдуард 16.06.2016 02:22
Отв: Давлении чего? gogasy 16.06.2016 10:59
Отв: Давлении чего? Эдуард 16.06.2016 18:17
Ответ на вопрос(tu) Виктор Ф. 19.06.2016 11:34
Отв: Ответ на вопрос ilyas xan 20.06.2016 10:11
Отв: Ответ на вопрос Виктор Ф. 20.06.2016 14:40
Отв: Ответ на вопрос Эдуард 20.06.2016 16:10
Про воду Виктор Ф. 21.06.2016 01:35
Небольшое дополнение Виктор Ф. 21.06.2016 11:49
Отв: Начнем сначала gogasy 20.06.2016 17:32
Отв: Начнем сначала ilyas xan 20.06.2016 19:03
Отв: Американцы привезут gogasy 20.06.2016 21:35


Ваше имя: 
Ваш email: 
Тема: 
Прикрепить файл
  • Вы можете прикрепить файлы следующих типов:
  • Файлы не могут быть больше, чем
  • ещё 10 файлов может быть прикреплено
Smileys
...
(loading smileys)
Незарегистрированный пользователь должен ввести код, чтобы публиковать сообщение. Действителен только последний показанный код.
Введите код:  Картинка
В онлайне
VVU
Гости: 146

This forum powered by Phorum.