Трактат о воде. 2. 0

      Начиная разговор о формуле воды, о структуре воды,
давайте сразу договоримся о терминах и условиях. В физике
важны конкретные условия, поэтому есть термин
нормальные условия . Это 20 градусов Цельсия и
атмосферное  давление 760 мм рт. столба (101325 Па).
      Теперь о воде. Она должна быть чистой — не содержать
растворенных солей, кислот, щелочей, газов и т. д. Под такое
определение подходит дистиллированная вода.
      Общеизвестно, что вода может находиться в трех
агрегатных состояниях: твёрдом(лед); жидком; газообразном
(пар). В первую очередь, разбираясь в структуре воды, будем
рассматривать воду в её жидком состоянии, потом
поразбираемся и со льдом и с паром.
       Многие, наверное, слышали что существует какая-то
тройная точка воды, в которой одновременно могут быть все
три агрегатных состояния воды. И она равна, примерно, нолю
градусов Цельсия. Для обывателя просто нолю градусов
Цельсия.
      Мне захотелось освежить свои знания о тройной точке
воды , нашел в Википедии статью. Она так и называется
,,Тройная точка воды''. Надо сказать, что мое мнение о статьях
в Википедии было положительное, их пишут все-таки
специалисты, а другие специалисты после прочтения статьи
вносят еще уточнения и дополнения.
    Прочитал статью, и начал рассматривать красивый цветной
график отображающий тройную точку воды.
     И тут я почувствовал, как волосы на моей голове начали
шевелиться, и я в шоке не знал что мне делать — гомерически
хохотать или плакать.
     Читатель может видеть этот цветной график вверху слева.
Читатель, Вы видите огромное количество нелепостей на этом
маленьком графике?! Нет?! Тогда слушайте, точнее читайте
дальше.
     Тройная точка воды бывает отнюдь не при нормальных
условиях( нормальных условиях в физике, о которых
говорилось выше), хотя в реальной жизни мы видим, что вода
при нуле градусов и обычном атмосферном давлении бывает
жидкой , льдом, и испаряется. Открою секрет - это из-за того,
что природная вода не является чистой, в ней есть
растворенные другие вещества, и что важно — растворенные
газы.
     На картинке графика мы можем прочитать при каких
условиях существует тройная точка. Это — (0,006 атм;
0.01гр.С). Пока все правильно. Но давайте посмотрим на
вертикальную ось, по ней откладывается давление в
атмосферах. Стоят две цифры 0 и 1. Отпустим из тройной
точки перпендикуляр на вертикальную ось. Он упрется в
точку на оси , примерно равную 0,5 атм. То есть! Не соблюдён
масштаб на вертикальной оси, по которой откладывается
давление. Нет, конечно понятно, что автор статьи делал это
из лучших побуждений, чтобы картинка была наглядней и
красивей. Так ты напиши об этом в примечании в тексте!!!
     А дальше еще круче! Как говорится — держите меня
семеро!!!  Посмотрите на горизонтальную ось.На ней два ноля!!!               
  Один , это на пересечении осей, и еще один справа!
    Теперь посмотрим на кривые черные линии. На них кроме
тройной точки отмечены еще две точки. Около одной
написано Ткип. , а около другой Ткр. Ткип., это, видимо, по
мнению автора статьи температура кипения, а Ткр. , это,
видимо, температура кристаллизации. Вообще-то во времена
моей молодости Ткип. писалась на горизонтальной оси, по
которой откладывается температура. Соответственно Ткр.
тоже должно быть написана рядом с горизонтальной осью(над
осью). А у этих двух точек на кривых должно быть написано
Точка кипения и Точка кристаллизации. Посмотрите в правый
верхний угол, там стоит крупная точка и около неё написано
— Критическая точка. Вот так должно быть написано и около
двух точек — точек кипения и кристаллизации.
    Теперь посмотрите внимательно на тройную точку и Ткр.
Тройной точке соответствует температура 0.01 гр. Цельсия и
это правильно. И это говорит о том, что при снижении
температуры до 0.01 гр. Цельсия при давлении в 0.006 атм
жидкая вода начинает превращаться в лед, то есть начинает
кристаллизоваться. Смотрим на точку на кривой Ткр. Ей
соответствует температура на горизонтальной оси - 0 !
(ноль) ! И это правильно. Но...
      Вопрос. Так при какой температуре всё-таки начинается
кристаллизация — при 0,01 гр. Цельсия или 0 гр. Цельсия ?
    Понимаю, тут речь идет о том, что давление здесь равно             
  нормальному атмосферному. Но как быть с литературными данными,               
  что чистая вода может начать при таком давлении превращаться в               
 лед (кристаллизоваться)  при минус 40 градусах Цельсия? 
   Видимо, это проявление ещё одного аномального свойства воды?!
     Вверху над названием статьи справа от красивого
цветного графика скромный черно-белый. Зато он без
нелепостей! На цветном графике для соблюдения масштаба
тройная точка должна быть намного ниже, практически рядом
с горизонтальной осью.             
 Но что мешало так нарисовать
график?! Понятно что - тогда совсем почти не будет на графике             
 той красоты. Но об области льда будет сказано ещё раз ниже,
так как считаю это очень важным.
    
 
      Читатель, посмотрите внимательно на желтую область,
область водяного пара. Точнее на ту её часть, которая идет от
пересечения осей (0) и до вертикальной пунктирной линии,
опущенной перпендикулярно на ось температур из точки
Ткип.
       Из графика видно, что в это области существует пар. А
теперь посмотрите на вертикальную ось, по которой
откладывается давление. И становится понятно, что в
реальной жизни, в реальных условиях, когда атмосферное
давление равно 750 -760 мм рт. столба пар не существует, при
условии, что вода действительно чистая!!! Пар, исходя из
графика будет существовать в реальных условиях, только
тогда, когда атмосферное давление будет меньше 760 мм рт.
столба. Например: 500 мм рт. ст. и ниже; 400 и ниже; 300 и
ниже; 200 и ниже и т. д. Ну, Вы поняли.
    Обратите внимание снова на горизонтальную ось, по которой откладывается температура, на ту её часть, где стрелка. Рядом с ней написана заглавная буква Т и градусы Цельсия. Как известно, в физике заглавной Т обозначается температура в Кельвинах. То есть снова ошибка, если по горизонтальной оси откладывается температура в градусах Цельсия, то у стрелочки следует писать t.  И выше у двух точек на кривых должно быть tкр. и tкип., впрочем эти надписи должны стоять не около точек на кривой, а около горизонтальной оси, на которой откладываются значения температур.
    Теперь  еще раз обратим внимание на точку пересечения вертикальной и горизонтальной оси. Там стоит ноль (0). Надо полагать, что по мнению автора статьи в Википедии, это ноль градусов по шкале Кельвина. Логично. Ведь области льда левее вертикальной оси нет, да там вообще ничего не может быть, так как при температуре ниже абсолютного ноля ничего быть не может, впрочем и самой температуры ниже абсолютного ноля быть не может.
    Но получается полная ерунда - на одной температурной оси два ноля - один абсолютный ноль в градусах Кельвина, а второй ноль в градусах Цельсия.
    Может лучше было бы взять температурную ось в градусах Кельвина?! Тогда бы хоть не получилось такой ерунды, как два разных ноля на температурной оси.
 
                27.11.2024
                P.S. Продолжение последует.