Тройная точка воды представляет собой состояние, при котором вода одновременно существует в трёх агрегатных состояниях: твёрдом, жидком и газообразном, находясь в термодинамическом равновесии. Это явление характеризуется строго определёнными параметрами: температурой 0,01°C (273,16 К) и давлением 611,73 Па.
Параметры состояния
В тройной точке все три фазы воды находятся в устойчивом равновесии. При этих условиях жидкая вода, лёд и водяной пар сосуществуют без перехода одной фазы в другую. Важно отметить, что в обычных условиях такое равновесие невозможно из-за влияния атмосферного давления и присутствия воздуха.
Применение в метрологии
Тройная точка воды играет ключевую роль в современной метрологии. До 2019 года она служила основой для определения единицы температуры — Кельвина. В настоящее время это явление используется как экспериментальная величина для калибровки измерительных приборов.
Ячейки тройной точки
Для практического применения созданы специальные измерительные ячейки. Они представляют собой герметичные контейнеры, содержащие очищенную воду. Ячейки тройной точки используются для:
- Контроля показаний термометров между калибровками
- Определения критических точек калибровки
- Обновления характеристик эталонных параметров
- Сопоставления практической и термодинамической шкал температур
Конструкция и особенности
Современные ячейки изготавливаются из боросиликатного стекла или кварца. Внутри содержится вода особой чистоты с определённым изотопным составом. При правильном приготовлении в ячейке практически отсутствует воздух, что обеспечивает точность измерений.
Практическое использование
Ячейки тройной точки позволяют:
- Проверять точность показаний термометров
- Выявлять недопустимые отклонения
- Обновлять характеристики измерительных приборов
- Поддерживать стабильные условия в течение длительного времени
Точность измерений
Современные установки способны достигать температуры тройной точки с погрешностью менее 0,0001°C и обеспечивать воспроизводимость результатов на уровне 0,00002°C. Это делает их незаменимыми в высокоточных измерениях.
Исследования в области тройной точки воды продолжаются. Совершенствуются методы очистки воды, материалы ячеек и технологии измерений. Это позволяет повышать точность калибровки и расширять возможности применения данного явления в различных областях науки и техники.
Тройная точка воды остаётся важнейшим эталоном в метрологии, обеспечивая высокую точность температурных измерений в современной науке и промышленности.
Посмотрите видео с колбой тройной точки воды — https://vk.com/video-41041067_456243003
Загрузка...