Три границы встречаются в одной точке
Фазовая диаграмма показывает устойчивое состояние вещества при разных температуре и давлении. Линии плавления, испарения и сублимации воды сходятся у тройной точки. Для чистой воды она находится при 273,16 K и давлении около 611,657 Па, то есть примерно 0,6 процента атмосферного.
Что означает сосуществование фаз
В равновесной ячейке лёд может плавиться, вода испаряться, а пар конденсироваться с равными встречными скоростями. Наличие трёх фаз не означает, что весь образец одновременно кипит и замерзает одинаково. Важны чистота воды, отсутствие воздуха и выравнивание температуры по системе.
Почему точка была метрологическим эталоном
До переопределения кельвина в 2019 году температура тройной точки воды участвовала в определении единицы. Теперь кельвин задан через фиксированное значение постоянной Больцмана, но тройные ячейки остаются высокоточными практическими опорными точками для калибровки термометров.
Чем демонстрация отличается от эталона
В вакуумной камере давление и температура быстро меняются, вода содержит растворённые газы, а лёд охлаждён неравномерно. Поэтому одновременные пузырьки и кристаллы иллюстрируют близкую область фазовой диаграммы, но не доказывают, что весь образец точно удерживается в метрологической тройной точке.
Видео опыта
Исходный эксперимент можно посмотреть в ролике канала «Наука в Действии».