純水在三相點處自由度為0

『壹』 水的三相點會不會漂移實驗中用水的三相點找0℃要注意什麼

會，這是指純凈水，如果有雜質，會變化，如海水含鹽，海水的結冰點就低於零度。氣壓關系倒不大。

『貳』 純水 水 氣 冰 三相共有的時候 自由度為0怎麼理解

用吉布斯相律f=κ+2-φ
對於水一種物質k=1,三相共存φ=3,故f=0
也可這樣理三相共存時,在相圖上只有一個點,就是三相點,三相點有明確的溫度、壓強、摩爾體積等表示強度的狀態參量（強度量）,其中任何一個都不能變,自由度就是可以變改的強度參量數.一旦改變其中的一個,系統將不再平衡,就會變為兩相或一相.
題目有誤（三相點的壓強為611.73Pa ）,既三相共存,必然壓強不能任意.除非把題理解為1atm下,三相共存物最終達到平衡.這時可能是一相,也可能是兩相.絕不可能三相（相圖上三線交點是唯一的,不可能同時交於兩點或更多）.這樣理解就是單相時f=1,二相時f=0
「還有題中給的壓強下,要存在三個相,那麼就不是純水了」你的想法是對的,不過針對這個問題不需要考慮吧,要是這樣為何不能裡面再加幾個組分?那問題就失去意義了.
因此個人認為,本題命題有誤,至少不嚴格.
自由度可以是負的嗎?
如果有的話,有物理意義嗎?

『叄』 冰點和三相點自由度都等於零么

冰點時是指在101.325kPa 時的溫度 是零度， 而三相點是600Pa 溫度是0.01攝氏度

『肆』 純水在三相處,自由度為零.在冰點時,自由度是否也為零

不是.

『伍』 三相點自由度為什麼為0

溶解飽和空氣的水的三相點在0℃，純水的冰點並不在0。說是固定點的原因是因為這個點在相圖上也是一個點，意味著自由度為零。只要冰，水，水蒸氣三相平衡，那麼壓力和溫度就是固定的。冰點之所以不等於三相點，是因為冰點是水在一個大氣壓的空氣中的凝固點，也就是說水中溶解了空氣，由於這部分空氣的存在水的凝固點會下降。另外由於三相點的壓力為0.610kPa，小於大氣壓，所以會造成三相點的凝固點升高，兩者加和導致三相點不等於冰點。

『陸』 相律自由度為0意味著什麼

相律自由度為0意味著不能運動。

自由度=0即正好形成幾何不變體系，沒有多餘約束。

在力學里，自由度指的是力學系統的獨立坐標的個數，力學系統由一組坐標來描述。比如一個質點在三維空間中的運動，在笛卡爾坐標系中，由 x、y、z 三個坐標來描述；或者在球坐標系中，由 r、θ、ψ三個坐標描述。

例

如果用刀剖柚子，在北極點沿經線方向割3刀，得6個角。這6個角可視為3對。6個角的平均角度一定是60度。其中半邊3個角中，只會有2個可以自由選擇，一旦2個數值確定第3個角也會唯一地確定。在總和已知的情況下，切分角的個數比能夠自由切分的個數大1。

『柒』 吉布斯相律及Clapeyron方程

1.吉布斯相律

吉布斯相律揭示相平衡體系中相數φ,獨立組分數C和自由度f 之間關系的規律,其數學表達式為

地球化學

式中:n表示除T、P 以外還有其他力場的影響。一般情況下,只考慮溫度和壓力的影響,這樣上式就變為

地球化學

如果考慮到滲透壓,式 (3-83)應改為

地球化學

如果指定溫度或壓力,式 (3-83)就變為

地球化學

如果同時指定溫度和壓力,式 (3-83)就變為

地球化學

對於一元體系,根據吉布斯相律,C=1, f=3-φ。由於體系中至少有一相,所以最大自由度為2,最大相數為3,對應著二維空間T—P圖解。當φ=1時,f=2,系統處在平面一個區域 (區) (液、氣或固單相區)上,稱為雙變面。當φ=2時,f=1,系統處在平面一條線 (兩相線)上,溫度和壓力當中只能有一個變化,稱為單變線。當φ=3時, f=0,為平面上的一個點 (三相點),自由度為0,稱為不變點。

例7 圖3-6是水的T—P相圖,很顯然,C=1,f=3-φ,試運用吉布斯相律討論一下各區域、線、點上的自由度數和相數,想一想為什麼水最多隻能三相共存? 是哪三相共存? 圖中水的三相共存點有幾個?

根據吉布斯相律,對於二元體系,C=2,f=4-φ。由於體系中至少有一相,所以二元體系最大自由度為3,最大相數為4,對應著三維空間T-P-X 圖解。當φ=1 時,f=3 ,對應著T、P、X 三個獨立變數。當φ=2 時, f=2 ,T、P、X三個變數中只有兩個是獨立的。當φ=3 時, f=1 ,T、P、X 三個變數中只有一個是獨立的。當φ=4 時, f=0 ,T、P、X 三個變數都是不變的。圖3-7 是二元 H₂ O-NaCl 體系的溫度-壓力-組成相圖,試運用吉布斯相律具體分析。

圖3-6 水的溫度-壓力相圖

對於三元和三元以上的體系,根據吉布斯相律:f=C-φ+2,自由度也比較多,因此相圖更加復雜。我們往往固定其中的幾個獨立強度變數,如果想得到平面相圖,使得f=2;如果想得到三維相圖,使得f=3。

圖3-7 二元 H ₂ O-NaCl 體系的溫度-壓力-組成相圖

(據Driesner et al.,2007)

2.Clapeyron方程

假設在一定的溫度和壓力下,某種物質的兩個相處於平衡狀態。如果溫度改變 dT,相應的壓力改變為dP ,兩相仍然平衡。根據等溫、等壓時平衡條件為ΔG=0 ,即G₁=G₂,G₁+dG₁=G₂+dG₂,這樣得到

地球化學

式中:G₁ 和G₂ 分別表示相1和相2的吉布斯自由能。根據組成不變時熱力學的基本公式dG=-SdT+VdP,得到-S₁ dT+V₁ dP=-S₂ dT+V₂ dP,即

地球化學

式 (3-88)稱為Clapeyron方程。這一公式可應用於任何純物質的兩相平衡系統,揭示兩相平衡時溫度-壓力的函數關系。假設有1mol物質發生了相變化,對於固-液兩相平衡,式 (3-88)變為

地球化學

式中:Δ_fus H_m 是固體的摩爾熔化焓。

對於氣-液兩相平衡,式 (3-88)變為

地球化學

式中:Δ_vap H_m 是液體的摩爾蒸發焓。對於有氣相參加的兩相平衡,固體和液體的體積與氣體相比,前者可以忽略,Clapeyron 方程可以進一步簡化。對於氣-液平衡,如果假定蒸氣為理想氣體,式 (3-90)則變為

地球化學

移項後得

地球化學

式 (3-92)又稱為Clausius-Clapeyron 方程。如果假定Δ_vapH_m 與溫度無關,近似為常數,對上式作不定積分,得到

地球化學

式中:C為積分常數。對式 (3-92)進行定積分,則得

地球化學

同理,假定固體的摩爾升華焓Δ_sub H_m 為一常數,蒸氣近似為理想氣體,氣-固相平衡時,Clausius-Clapeyron方程變為

地球化學

例8 Clapeyron 方程的使用 (McSween et al.,2003)

為了證明Clapeyron方程的用途,計算 Al₂ O₃ 體系相圖中的藍晶石 (kyanite)-紅柱石(andalusite)的穩定邊界曲線。熱力學數據表明,藍晶石的V_m=4.409J/bar,紅柱石的V_m=5.153J/bar,矽線石(sillimanite)的V_m=4.990J/bar,藍晶石的S_m,800=242.42J·mol^-1·K^-1,紅柱石的S_m,800=251.31J·mol^-1·K^-1,矽線石的S_m,800=252.94J·mol^-1 ·K^-1。這些數據表明這三種多形礦物的相穩定場的位置。藍晶石的摩爾體積最小,穩定於最高壓力下。

而由於矽線石具有最高的摩爾熵,因此在高溫下最穩定。將上述數據代入公式 (3-88)得到:

地球化學

由此可以確定藍晶石-紅柱石 (圖3-8)的相變線。

圖3-8 用於限定接觸變質作用相平衡的壓力—溫度相圖

(據Bowman,1998)

鐵端元堇青石平衡引自Holdaway et al.(1977),鋁硅酸鹽三相點引自Holdaway (1971)。反應Bt+Ms+Qtz=Crd+Kfs+H₂O 的移動源自據 Holdaway et al. (1977)數據計算的固溶體。Ky—藍晶石;And—紅柱石;Sil—矽線石;Qtz—石英;Bt—黑雲母;Ms—白雲母;Crd—堇青石;Kfs—鉀長石;W—水;

—鐵在堇青石中的摩爾分數

『捌』 自由度為0是怎麼回事

總自由度=樣本量
模型自由度=參數（自變數）個數

一般用F檢驗
F=(模型方差/模型自由度)(非模型方差/非模型自由度)，服從F(模型自由度，非模型自由度)分布
p是由F得出來的值，如果兩者的互作自由度為0，就無法計算F值，p就無從得知

『玖』 h2o的空間構型是什麼

H2O的空間構型為V形。

因為水是sp3雜化，所以是正四面體結構，但由於O原子有兩對孤對電子，所以結構為V型或角型。

O周圍有4對電子，分別是2對孤對電子和2對O-H鍵共用電子對。四對電子之間有較顯著的斥力，要讓它們穩定，顯然應排成四面體結構。但孤對電子的斥力更大，所以優先讓孤對電子遠離，使得兩對成鍵電子相距較近（角度小於正四面體的109°28′）。

水的物理性質

水通常是無色、無味的液體。在標准大氣壓下，純水的沸點為100℃，凝固點為0℃，三相點是0.01℃。

水的密度在3.98℃時最大，為1.0×103kg/m3，溫度高於3.98℃時（也可以忽略為4℃），水的密度隨溫度升高而減小 ，在0～3.98℃時，水熱縮冷脹，密度隨溫度的升高而增加。

以上內容參考 網路--水

『拾』 用相律說明，當溫度和壓力恆定時，單相區和二相區的自由度是多少

用吉布斯相律來f=κ+2-φ源

對於水一種物質k=1, 三相共存φ=3，故f=0

也可這樣理解：三相共存時，在相圖上只有一個點，就是三相點，三相點有明確的溫度、壓強、摩爾體積等表示強度的狀態參量（強度量），其中任何一個都不能變，自由度就是可以變改的強度參量數。一旦改變其中的一個，系統將不再平衡，就會變為兩相或一相。

題目有誤（三相點的壓強為611.73Pa ），既三相共存，必然壓強不能任意。除非把題理解為1atm下，三相共存物最終達到平衡。這時可能是一相，也可能是兩相。絕不可能三相（相圖上三線交點是唯一的，不可能同時交於兩點或更多）。這樣理解就是單相時f=1，二相時f=0

「還有題中給的壓強下，要存在三個相，那麼就不是純水了」你的想法是對的，不過針對這個問題不需要考慮吧，要是這樣為何不能裡面再加幾個組分？那問題就失去意義了。

因此個人認為，本題命題有誤，至少不嚴格。

自由度可以是負的嗎？

如果有的話，有物理意義嗎？