三相点

出处：按学科分类—工业技术 企业管理出版社《计量专业工程师手册》第198页（2309字）

纯物质的固、液、汽三相平衡温度点称为三相点。常用的三相点有水三相点(0．01℃)，镓三相点(29．7646℃)，氩三相点(83．8058K)，氧三相点(54．3584K)，平衡氢三相点(13．8033K)，汞三相点(234．3156K)。

图4．7－4为物质的三相图。横坐标为温度T，纵坐标为压强P。图中OA为熔化曲线，是固液两相的分界线；OB是汽化曲线，是液汽两相的分界线；OC为升华曲线，是固汽两相的分界线。三相共存时就是三条曲线的交点O，O点就是该物质的三相点。一个单一物质所组成的体系，当三相共存处于平衡时，它们的温度和压力是确定不变的。

图4．7－4 物质的三相图

水三相点是热力学温度的定义点，是国际实用温标中最重要的固相点，水三相点的温度为0．01℃(273．16K)，压力为610．75Pa。水三相点容器如图4．7－5所示。

图4．7－5 水的三相图及水三相点容器

水三相点的复现性优于±0．1mK。一切温度值都以它为基准点。

由热力学克拉珀龙方程可以获得水的固、液两相平衡曲线的温度－压力变化斜率，即：

其中v₁、v₂分别为液、固相的比容，λ为潜热。冰、水平衡线的dT／dP为：

dT／dP=－7．42×10^－8℃Pa^－1 (4．7－2)

已知水三相点的压强为610．75Pa，冰点的压强为101325Pa，则压差为100714．25Pa。由上式可计算出一个大气压下冰水平衡点的温度值比水三相点低0．00747℃，考虑到冰点是纯冰与有空气溶解在内的水的平衡温度，应修正0．002418℃，结果冰点温度应比水三相点温度低，而水三相点定义为0．01℃，则冰点接近0℃。

经验指出：水的纯度影响水三相点温度值。水中含氘的比例改变可影响到三相点温度值约0．1mK。常用的三相点瓶的尺寸是：长380～430mm，直径40～65mm，内阱的直径为10～13mm。

在使用水三相点容器时，必须考虑静压效应并进行修正。在液面下L(m)深处的固液界面上的平衡温度应为：

t=A+BL (4．7－3)

式中A=0．01℃，B=－7．3^*10^－4m^－1℃。

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