Задачи › Насыщенный пар

Тройная точка воды

  1. Тройная точка воды

    МОШ 1960/1986, 8-11 кл.
    3/10

    Для многих веществ существует такое значение температуры \(T_\text{тр}\) и давления \(p_\text{тр}\), при котором все три фазы вещества (газообразная, жидкая и твердая) находятся в равновесии друг с другом — так называемая тройная точка вещества. Например, для воды \(T_\text{тр} = +0{,}0075\,^\circ\)C, \(p_\text{тр} = 4{,}58\) мм рт. ст. Удельная теплота испарения воды в тройной точке равна \(q = 2{,}48\cdot10^3\) кДж/кг, удельная теплота плавления льда \(\lambda = 0{,}34\cdot10^3\) кДж/кг.

    Найдите удельную теплоту сублимации воды \(\nu\) (т. е. прямого перехода из твердого в газообразное состояние) в тройной точке.

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Ответ

    \(\nu = \lambda + q = 2{,}82\cdot10^6\) Дж/кг.

    Решение

    Рассмотрим цикл, окружающий тройную точку: \(A \to B \to C \to A\) (рис. 203); при этом по очереди происходят следующие превращения фаз: плавление \(\to\) испарение \(\to\) превращение газа непосредственно в твердое тело. Из 1-го начала термодинамики при условии, что цикл неограниченно сжимается в тройную точку, получим для массы \(m\) вещества \[m\lambda + mq - m\nu = 0,\] так как работа системы за цикл равна нулю, притока тепла извне нет, а, значит, полное изменение внутренней энергии также равно нулю (правая часть уравнения). Отсюда находим удельную теплоту сублимации воды в тройной точке: \[\nu = \lambda + q = 2{,}82\cdot10^6\text{ Дж/кг}.\]

    Рисунок

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи