Domanda:
Perché il punto di fusione dell'acqua è indipendente dalla pressione?
user65035
2018-04-03 16:46:08 UTC
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Ho letto qui che il punto di ebollizione dell'acqua dipende in larga misura dalla pressione, mentre il punto di fusione è indipendente dalla pressione.Perché?È vero in generale?

Sei sicuro di questo?https://en.wikipedia.org/wiki/Triple_point#/media/File:Phase-diag2.svg
Anche se questo non è strettamente vero (vedere ad esempio questi [diagrammi di fase per acqua e anidride carbonica] (http://www.columbia.edu/itc/chemistry/environmental/lectures/week2.pdf)), è vero che illa temperatura di transizione di fase liquido-vapore dipende dalla pressione molto più fortemente della temperatura di transizione solido-liquido.Se questo si estende ad altri materiali e se c'è una spiegazione semplice, costituisce una domanda interessante.
Quel collegamento dice anche "Il punto di fusione di una sostanza dipende dalla pressione e di solito è specificato a pressione standard".Ciò sembra contraddittorio, a meno che non venga fatta una distinzione tra "pressione" e "pressione esterna".La pressione influisce sulla fusione;per esempio, il peso dei pattinatori sul ghiaccio scioglie il ghiaccio.
@Acccumulation Non sei sicuro di dove vedi una contraddizione.Dicono che il punto di fusione * dipende * dalla pressione, ma se vedi "il ghiaccio si scioglie a 0 ° C" senza la pressione specificata, probabilmente significa "il ghiaccio si scioglie a 0 ° C alla pressione atmosferica standard".
@Luaan Stai pensando che vedo una contraddizione * all'interno * del passaggio che ho citato?Vedo una contraddizione * tra * quel passaggio e loro altrove dicendo che il punto di fusione è indipendente dalla pressione.
Una risposta:
knzhou
2018-04-03 17:25:35 UTC
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Ciò è dovuto all'equazione di Clausius-Clapeyron $$ \ frac {d \ log T} {d \ log P} = \ frac {P \ Delta V} {L} $$ dove $ T $ è la temperatura della transizione di fase, $ \ Delta V $ è la variazione di volume e $ L $ è il calore latente.La transizione acqua / gas ha un enorme $ \ Delta V $ perché il gas è molto meno denso dell'acqua, quindi $ dT / dP $ è grande.La transizione acqua / ghiaccio ha un $ \ Delta V $ grande circa $ 10 ^ {- 3} $, quindi $ dT / dP $ è piccolo.

Intuitivamente, c'è un "costo" $ L $ da pagare per la transizione di fase e di solito la maggior parte viene pagata dall'energia termica.Ma se il volume cambia durante la transizione, può aiutare anche il lavoro $ P \ Delta V $, abbassando la temperatura necessaria.Quindi ha senso che $ dT / dP $ dipenda dal rapporto tra questi due contributi.



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