Тройная точка

Наименьшим давлением, при котором еще возможно равновесие воды и насыщенного пара, является давление, соответствующее тройной точке. Под последней понимается то единственное состояние, в котором могут одновременно находиться в равновесии пар, вода и лед (точка А на рис. 4.6). Параметры тройной точки для воды ро = б11 Па /о = 0,01 °С t)o = 0,00100 м кг. Процесс парообразования, происходящий при аб- [c.36]

За нулевое состояние, от которого отсчитываются величины s, s", принято состояние воды в тройной точке. Так как состояние кипящей воды и сухого насыщенного пара определяется только одним параметром, то по известному давлению или температуре из таблиц воды и водяного пара берутся значения у, и", /г, h s, s", г [c.37]

Состояние воды в тройной точке (so = 0 7 о = 273,16 К) изображается в диаграмме точкой Л. Откладывая на диаграмме для разных температур зна- [c.37]

За начало координат принято состояние воды в тройной точке. Откладывая на диаграмме для различных давлений значения s и h для воды при температуре кипения, а также s" и h" для сухого насыщенного пара, получаем нижнюю и верхнюю пограничные кривые. [c.37]

Градус Кельвина — единица измерения температуры по термодинамической температурной шкале, в которой для температуры тройной точки воды установлено значение 273,16 °К. [c.10]

Диаграмма фазового равновесия при независимых переменных — температура и давление приведены на рис. 176,6. При высоких давлениях возможно образование железа с гексагональной плотноупакованной решеткой (так называемое е-же-лезо). Тройная точка равновесия лежит при /=527°С и Р= = 130 кбар. Выше 527 С при увеличении давления возможен а- у- е-переход, а ниже прямой — ос->е-переход. [c.234]

Вводная глава книги содержит краткое обсуждение понятия температура , обзор истории термометрии и вскрывает важное различие между первичной и вторичной термометриями. В гл. 2 рассматриваются истоки известных международных соглашений о термометрии, обсуждаются развитие и современное состояние Международной практической температурной шкалы. В гл. 3 рассмотрены главные методы измерения термодинамических температур, к которым относится газовая термометрия, акустическая термометрия и шумовая термометрия. В гл. 4 описаны реперные точки температуры, тройные точки и точки кипения газов, точки затвердевания и сверхпроводящие точки металлов. Здесь же рассмотрены требования к однородности температуры при сравнении термометров. Три последующие главы посвящены основным методам практической термометрии, термометрам сопротивления, термопарам и термометрии по излучению. Во всех главах, в том числе и во вводной, даны не только физические основы методов высшей точности, применяемых в эталонных лабораториях, но и их подробное описание. Приведены также примеры измерений температуры в промышленных условиях. Книга завершается краткой главой о ртутной термометрии. Каждая глава дополнена обширной библиографией. [c.9]

Численное значение постоянной Больцмана k устанавливают, принимая произвольное значение температуры тройной точки воды и сравнивая уравнения состояния системы, записанные на языке классической и статистической механики. Простейшей системой является идеальный газ, для которого в классическом случае [c.25]

Чтобы объяснить различие между первичной и вторичной термометрией, прежде всего укажем, в чем смысл первичной термометрии. Под первичной термометрией принято понимать термометрию, осуществляемую с помощью термометра, уравнение состояния для которого можно выписать в явном виде без привлечения неизвестных постоянных, зависящих от температуры. Выше было показано, каким образом постоянная Больцмана обеспечивает необходимое соответствие между численными значениями механических и тепловых величин и каким образом ее численное значение определяется фиксированием температуры 273,16 К для тройной точки воды. Таким же способом было найдено численное значение газовой постоянной. Таким образом, имеются три взаимосвязанные постоянные Т (тройная точка воды) или То (температура таяния льда), к и R. В принципе теперь можно записать уравнение состояния для любой системы и использовать ее в качестве термометра, смело полагая, что полученная таким способом температура окажется в термодинамическом и численном согласии с температурой, полученной при использовании любой другой системы и другого уравнения состояния. Примерами таких систем, пригодных для термометрии, могут служить упомянутые выше при обсуждении определения к н Я газовые, акустические, шумовые термометры и термометры полного излучения. Наличие не зависящих от температуры постоянных, таких, как геометрический фактор в термометре полного излучения, можно учесть, выполнив одно измерение при То Последующее измерение Е(Т) [c.33]

Обозначения т. т. — тройная точка т. к. — точка кипения т. н. к. — точка кипения при нормальном давлении (1 атм) т. з. — точка затвердевания. [c.47]

Вскоре после того как таблица ККТ-64 была рассчитана, рабочая группа ККТ предложила в 966 г. новую предварительную шкалу, где были учтены новые результаты измерений температуры кипения кислорода и тройной точки водорода, выполненные газовым термометром [34]. Эти рекомендованные значения реперных точек также приведены в табл. 2.3. [c.52]

Обозначения т. н. к. — точка кипения при нормальном давлении -т, т. г—тройная точка. [c.65]

Низкотемпературные точки кипения и тройные точки [c.152]

Для прецизионной термометрии наибольший интерес представляют низкотемпературные точки кипения или тройные точки таких газов, как гелий, водород, неон, кислород, аргон и метан. Основные принципы реализации любой из этих точек являются общими для всех. Они будут изложены в процессе описания аппаратуры и методики работы с ней при реализации тройной точки и точки кипения водорода. При этом будут отмечены специфические особенности работы с другими газами. Измерение давления паров Не и Не занимает особое место, поскольку обеспечивает воспроизведение принятых международных температурных шкал. Эти шкалы и их реализация обсуждались в гл. 2. [c.152]

Тройная точка и точка кипения водорода [c.152]

Таблица 4.3. Точки кипения и тройные точки нормального и равновесного водорода

Давление паров в тройной точке 7210,3 Па 7034,5 Па [c.153]

Рис. 4.13. Изменение тройной точки водорода вследствие орто— пара конверсии в камере с образцом [37]. 1 — образец выдерживался замороженным 2 — образец выдерживался в жидком состоянии.

Если полнота конверсии гарантирована, реализовать водородную тройную точку или точку кипения относительно просто. [c.154]

Рис. 4.15. Криостат для реализации тройной точки [38]. Обозначение элементов см. в тексте.

Рис. 4.16. Плато тройной точки водорода, равновесного при 13,81 К [37].

Криостат для измерения давления паров и соответственно точек кипения отличается от показанного на рис. 4.15 для реализации тройных точек. Схема типичного криостата для измерения давления паров приведена на рис. 4.17. [c.157]

Необходимость выполнять измерение давления увеличивает сложность аппаратуры для реализации точки кипения по сравнению с аппаратурой для тройных точек. В процессе измерения давления качество регулирования температуры должно быть предельно высоким. С этой целью применяется относительно массивный медный блок, в котором размещены термометры и конденсационная камера. С другой стороны, реализация тройной точки основывается на ее собственной температурной стабильности в процессе плавления и, следовательно, относительно легком адиабатическом калориметре. Наклон кривой температурной зависимости давления насыщенных паров водорода возрастает от 13 Па мК при 17 К до 30 Па-мК- при 20,28 К- Поэтому для строгого определения точки 17 К измерению давления должно быть уделено больше внимания. Криостат должен быть сконструирован так, чтобы самая его холодная точка находилась в конденсационной камере и ни в коем случае не на манометрической трубке, связывающей камеру с манометром. Необходимо также введение поправки, обусловленной гидростатическим давлением газа в системе измерения давления. Она пропорциональна плотности газа и, следовательно, обратно пропорциональна температуре [см. уравнения (3,30) и (3.31) гл. 3, [c.158]

Точно реализовать точку кипения кислорода несколько сложнее. Выше отмечалось, что чувствительность по давлению в ней составляет треть от чувствительности в неоновой точке, и поэтому возникает необходимость точного введения гидростатической поправки. Примеси в кислороде также более вероятны и трудноотделимы. Надежные измерения чистоты кислорода осуществить трудно, потому что в нем, например, сразу сгорает катод масс-спектрометра [24]. Тем не менее было проведено подробное изучение влияния примесей на точку кипения и тройную точку кислорода [2, 25, 38]. Оказалось, что примеси СОг и НгО не влияют на результаты измерений, поскольку они конденсируются далеко от камеры с образцом, и что Не и Ме нерастворимы в жидком кислороде и потому легко откачиваются. Наиболее важными примесями являются азот (что и следовало ожидать) и СО. Влияние этих примесей, а также аргона и криптона на точку кипения кислорода показано в табл. 4.4. [c.161]

Тройные точки неона (24,561 К), кислорода (54,361 К), азота (63,146 К), аргона (83,798 К), метана (90,686 К), криптона (115,763 К) и ксенона (161,391 К) [c.162]

Существенный прогресс последних лет в эталонной термометрии связан с созданием герметичных ячеек с чистыми газами для воспроизведения температур их тройных точек. Осуществленное по разработанной ККТ программе международное сличение транспортируемых герметичных ячеек разных лабораторий, в том числе ВНИИФТРИ, показало, что их воспроизводимость по крайней мере в несколько раз лучше, чем на традиционной стационарной аппаратуре. Поэтому естественна современная тенденция положить в основу будущей МПТШ в качестве реперных температур только тройные точки в ее низкотемпературной части и точки затвердевания металлов при температурах выше 0° С. Отметим в этой связи превосходные метрологические характеристики точки галлия. В низкотемпературной части МПТШ эта программа, обеспечивающая повышение воспроизводимости будущей шкалы в несколько раз, может быть, без сомнения, реализована вплоть до 24 К, особенно при добавлении к традиционным тройным точкам МПТШ-68 тройной точки вблизи 150 К и точки плавления галлия. [c.7]

Наибольшие трудности встречает сегодня выбор метода воспроизведения будущей МПТШ в интервале 13,8—24 К. Традиционная схема с платиновым термометром, градуированным в реперных точках, неизбежно потребует применения точек по температурам кипения водорода со всеми их недостатками, поскольку здесь просто не существует тройных точек в числе, достаточном для точного вычисления поправочной функции. Отметим, что пока не удалось получить удовлетворительных результатов для тройной точки дейтерия вблизи 18 К. Это связано, по-видимому, с недостаточной изученностью процессов орто-пара конверсии. К этому добавляются характерные для измерений с платиновым термометром в этом интервале температур проблемы их стабильности. Преимущество традиционного метода состоит в возможности перекрыть большой интервал температур единственным и очень широко применяемым прибором, каким является платиновый термометр сопротивления. [c.7]

До недавнего времени было принято считать, что для МПТШ обязательно, чтобы температуры в данном интервале воспроизводились только одним методом. Выполнение этого требования автоматически обеспечивает единство измерений температуры. Однако редакция МПТШ-68 1975 г. допускает при градуировке платиновых термометров сопротивления использовать с равным правом тройную точку аргона пли точку кипения кислорода. В настоящее время нет никаких указаний на то, что такая двойственность привела к заметным расхождениям результатов измерений. Опыт успешной эксплуатации ПТШ-76, где с равным правом допускается воспроизводить шкалу несколькими весьма различными, но хорошо исследованными методами, также позволяет считать указанные выше формальные требования неоправданно жесткими. Можно полагать поэтому, что разумное отступление от метрологического пуризма и применение на равных основаниях обоих указанных выше методов воспроизведения МПТШ от 13,81 до 24 К не сможет привести к экспериментально ощутимым потерям в единстве измерений температуры. [c.8]

Это затруднение было преодолено в ревизии температурной шкалы 1968 г., когда единица температуры по практической и термодинамической шкалам была одинаково определена равной 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды. Единица получила название кельвин вместо градус Кельвина и обозначение К вместо °К. При таком определении единицы интервал температур между точкой плавления льда и точкой кипения воды может изменять свое значение по результатам более совершенных измерений термодинамической температуры точки кипения. В температурной шкале 1968 г. значение температуры кипения воды было принято точно 100 °С, поскольку не имелось никаких указаний на ошибочность этого значения. Однако новые измерения с газовым термометром и оптическим пирометром, выполненные после 1968 г., показали, что следует предпочесть значение 99,975 °С (см. гл. 3). Тот факт, что новые первичные измерения, опираюшиеся на значение температуры 273,16 К для тройной точки воды, дают значение 99,975 °С для точки кипения воды, означает, что ранние работы с газовым термометром, градуированным в интервале 0°С и 100°С между точкой плавления льда и точкой кипения воды, дали ошибочное значение —273,15 °С для абсолютного нуля температуры. Исправленное значение составляет —273,22 °С. [c.50]

МПТШ-68 условно разделяется на 4 интервала а) от 13,81 до 273,15 К б) от 0 °С до 630,74 °С в) от 630,74 до 1064,43 °С и г) выше 1064,43 °С. В интервале а шкала определена шестью низкотемпературными реперными точками (табл. 2.3) и стандартной зависимостью tt7J кт-68 (Т ев), которая представляет собой усовершенствованную таблицу ККТ-64. Термометры градуируются в этих шести точках и дополнительно в тройной точке воды и точке кипения воды. Затем для них по результатам градуировки вычисляются поправки зависимости ДИ7(Т б8) в четырех диапазонах, как схематически показано на рис. 2.4. В каждом из этих диапазонов значение (Т в) для данного термометра равно сумме стандартного значения и поправки ДИ7(7 б8). Требова- [c.53]

Рис. 2.4. Иллюстрация метода воспроизведения МПТШ-68 между 13,81 и 273 К. т. к. — точка кипения т. т. — тройная точка. Пояснения даны в тексте.

В гл. 2 излагалось, каким образом на основе ряда реперных точек и определенных методов интерполяции между ними возникла Международная практическая температурная шкала (МПТШ). Реперными точками первой МПТШ являлись точки кипения кислорода, воды и серы, точки затвердевания воды, серебра и золота. В современной редакции шкалы добавлены точки кипения водорода и неона, тройные точки водорода, неона, аргона, кислорода и воды, точки затвердевания олова и цинка в свою очередь точка кипения серы исключена. В последние годы тройные точки и точки затвердевания считаются более предпочтительными по сравнению с точками кипения по простой причине они могут быть реализованы без необходимости измерять давление. Продолжающийся рост требований к увеличению точности реализации точек кипения приводит к необходимости более точных измерений давления, что сопряжено с очень большими трудностями. Например, для реализации точки кипения воды с воспроизводимостью по температуре 0,1 мК необходимо измерение давления с погрешностью 0,3 Па в свою очередь в точке кипения серы изменения давления 0,3 Па приводят к изменениям температуры на 0,2 мК- Необходимость в расширении МПТШ ниже 13,81 К, т. е. в область, где тройных точек не существует, привело к разработке реперных точек, основанных на фазовых переходах в твердом теле. Наиболее важным шагом в этом направлении явилось принятие в качестве реперных точек нижней части ПШТ-76 температур сверхпроводящих. переходов. [c.138]

Неравновесные смеси орто- и параводорода имеют температуры тройных точек и точек кипения в промежутках между значениями, указанными в табл. 4.3. В связи с этим состав водорода, использующегося для реализации температуры репернож точки, должен быть определен. Поскольку орто—пара конверсия направлена к состоянию с более низкой энергией, переход, от высокотемпературного к низкотемпературному равновесному состоянию сопровождается выделением тепла, составляющим около 1300 Дж-моль при 20 К. Выделяющееся при конверсии тепло приводит к тому, что водород, залитый в сосуд Дьюара сразу после ожижения, испаряется при хранении более чем наполовину. Именно поэтому желательно включить катализатор конверсии между ожижителем и сосудом для хранения водо- [c.153]

Типичное устройство, используемое для реализации тройной точки водорода, показано на рис. 4.15. В этом криостате 1 — наружная вакуумная рубащка 2 — наружный экран, температура которого регулируется 3 — камера с образцом. Камера [c.155]

Физика низких температур (1956) -- [ c.30 , c.44 ]

Техническая термодинамика. Теплопередача (1988) -- [ c.86 ]

Единицы физических величин и их размерности Изд.3 (1988) -- [ c.189 ]

Техническая термодинамика Изд.3 (1979) -- [ c.138 , c.207 ]

Термодинамика равновесных процессов (1983) -- [ c.103 ]

Единицы физических величин и их размерности (1977) -- [ c.153 ]

Термодинамика (1969) -- [ c.83 ]

Физико-химическая кристаллография (1972) -- [ c.129 ]

Термодинамика (1970) -- [ c.205 , c.226 , c.237 , c.252 , c.253 ]

Материаловедение Технология конструкционных материалов Изд2 (2006) -- [ c.70 ]

Лекции по термодинамике Изд.2 (2001) -- [ c.83 ]

Термодинамика и статистическая физика Т.1 Изд.2 (2002) -- [ c.106 ]

Введение в термодинамику Статистическая физика (1983) -- [ c.121 ]

Современная термодинамика (2002) -- [ c.198 ]

Термодинамика и статистическая физика Теория равновесных систем (1991) -- [ c.128 ]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...