Проблема!!!
В общем пытаюсь воспроизвести реперную точку воды.
Задатчиком установил -7 градусов, окунул в него металлическую вставку, налил в неё спирта, потом окунул туда ампулу ттв. (ампула представляет собой сосуд дьюара с дистилированной водой с выкачанным воздухом)
Полтора часа жду!!!! Температура внутри ампулы -7 градусов!!!! Вода не замерзает блин !!!
В чем дело???
Даже внарушение методики вместо -7 градусов на задатчике установил -12 !!

Не знаю что и думать. Калибратор температуры вместе с ампулой прошел госповерку.
В данном случае я даже предположил бы что в ампуле не вода... а спирт. Разве может вода находится при температуре -8 градусов полтора часа????? Она уже десять раз должна замерзнуть!!!

Еще в методике не было указано про добавление спирта между ампулой и металлической вставкой. Там имелся ввиду воздух. Еще оговаривалось что при использовании жидкости увеличивается в 20 раз время. Думаю что спирт вполне подходит.

Помогайте

и при -20С может не замерзнуть, а вот стоит встряхнуть замерзнет и сосуд треснуть может.

Не понял, давление в сосуде не атмосферное чтоли?
Если так, то мы в школе делали опыт, в котором вода кипела при 20 oC
Соответственно, и замерзать при нуле она не обязана
Хотя, может я и неправ.

Да походу просто топикстартер познакомился с понятием переохлажденной жидкости. Там же бидистиллят, если не еще более чистая H2O, вот и нет центров кристаллизации. Надо при приближении к замерзанию немного потряхивать.

Не вижу Вашу ампулу. Обычно намораживают лед на внутренней части внутренней полости. Жидким азотом постепенно...
Обычно наружная часть имеет ваккумную изоляцию.

Именно это и написано в методике воспроизведения.
Только там было сказано: когда температура в ампуле достигнет -7 градусов - вынуть, встряхнуть, должно произойти ледообразование.



Когда калибратор прошел ГП мне сказали что ампулы охлаждали прутиками с жидкого азота.
Сейчас не могу показатьфото.. ампула, а по центру термоканал миллиметров 7.



Тогда это много объясняет. Если там двойная стенка а между ними вакуум - тогда долго будет охлаждаться.

Стал присматриваться к ампуле - вроде как визуально незаметна двойная стенка. Хотя когда аккуратно "встряхиваешь" её - то слышен звук похожий на "цок", -то ли это вода в вакууме так по стенкам бьет, то ли есть все таки двойная стенка , которая ударяется об другую.
При минус десяти еще часик подержал - так и не наступило обледенение.. выключил. Будем разбираться
Из особенностей:
могу точно утверждать, что между "ванной" и ампулой есть приличное термосопротивление... (все-таки надеюсь что это не спирт, думаю он лучьше чем воздух по теплопроводности) по тому как довольно заметно отличаются температуры между задатчиком и истинной температурой внутри ампулы. При использовании металического блока температуры уравниваются за несколько минут, а тут за час - и разница в семь градусов.

Все тоже самое проделывал с водой только без ампулы, просто налил в металлический блок воду и начал охлаждать - ТТВ воспроизвелась. Теперь хотелось бы воспроизвести эту точку на ампуле (погрешность ампулы +- 0,001 оС)

Сосуд Дьюара - самый мощный теплоизолятор из всех возможных, т.к. вакуум, находящийся между двойными стенками, чрезвычайно плохой проводник тепла. Соотвественно этому, попытки заморозить содержимое такой ампулы, путем прикладывания холода снаружи, обречены на провал. Тем более, что для замерзания воды необходим весьма большой отвод тепла, поскольку удельная теплота замерзания у воды довольно велика.

Хорошо. Тогда как могла вода находиться при температуре минус десять час... Как-то к центру "минус дошел же"...


Расскажите пожалуйста немного поподробней про это... Как-то не могу себе это представить... У воды плотность 1 грамм/см^3, у стали же - 8. В моем понятии в стали в восемь раз больше "теплоемкость"..
Еще очень интересен момент ТТВ - почему именно при температуре 0.01 оС температура стоит как укопанная??

Плотность тут никаким боком. Можно почитать что-нибудь из термодинамики. Теплоемкость с теплотой фазового перехода тоже нельзя сравнивать... При фазовом переходе макроскопическая теплоемкость бесконечна.
В тройной точке (равновесие пар-жидкость-твердая фаза) теряются все термодинамические степени свободы. Поэтому при этом фиксированная температура и давление... как укопанные.
Такую ампулу надо держать в смеси лед-вода (снаружи), чтобы уменьшить теплоподвод снаружи. Еще раз - нужно намораживать на внутренний канал. На самое дно - датчик. Всю конструкцию закутать в вату или др. теплоизолятор. Провода подводящие тоже. Можно еще их законтачить со смесью воды со льдом - теплопроводность еще сильнее убрать.
Теоретически тройная точка имеет бесконечную точность (стабильность) температуры.

Спасибо. Похоже вода несмотря на свою распространенность в каком-то роде чудо...


Охлаждать прутиками охлажденными жидким азотом - возможности нету.. Максимум что могу - минус тридцать.

Я говорила не про темплоемкость, а про темплоту замерзания. Эта теплота количественно равна теплоте плавления. Эти теплоты выделются или поглощаются в момент фазового перехода вода-лёд и обратно. К теплоёмкости это не имеет никакого отношения, т.к. во время всего фазового перехода температура остается постоянной. По сравнению с теплоемкостью, удельная теплота плавления довольно высока. Именно по этой причине антарктические айсберги достигают почти экваториальных широт. Нагреть воду на один градус не трудно, но для того, чтобы растопить огромную глыбу льда нужно очень много теплоты, хотя темперетура при таянии практически не изменяется. Замерзание - обратная операция, только во время нее эта теплота должна отводиться.

Вода ничем в этом смысле не отличается - у всех веществ есть тройная точка... Если есть твердая фаза.
Найдите сухой лед - твердый CO2. Лучше уже холодную дохолаживать.
А вакуумная рубашка снаружи имеется? На фото не видно.


Тогда наморозьте много-много прутиков в морозильнике заранее... Внутрь спирт... Помогает. Можно в смеси с водой...
Можете провести небольшой эксперимент. Берете прутик холодный, помещаете в воду, ждете некоторое время. Вынимаете и очениваете, сколько на нем намерзло воды. Можно дождаться таяния и собирать в мерную посуду. Вы будете удивлены. Я так думаю.

Чтобы остудить 1 кг (литр) воды на один градус, потребуется отвести 4,2 кДж, а чтобы заморозить это же количество воды, потребуется отвести 332 кДж. Т.е. почти в 100 раз больше!

Фото с мобилки, лучше не умеет делать телефон.
Визуально рубашки не видно. Но при "встряхивании" возникает специфический звук напоминающий удар стекла об стекло. Я его как первый раз услышал - думал что хана ампулке ))) Уже начал прикидывать а сколько стоит... получки месячной хоть хватит))))
В принципе я могу какое-то количество прутиков поместить в камеру и заморозить на -30, а потом поочереди окунать в ампулу.
Могу сделать так:
один прутик окунаю в емкость и охлаждаю воду, и измеряю разницу температур воды.


То есть количество теплоты необходимое для растопления допустим килограмма льда равняется количеству теплоты которого должно хватить для закипания литра воды с нуля градусов???


Супер! Никогда бы не подумал!!! На основе этого св-ва воды если подумать можна что то придумать!
Это при любой температуре имеется? Или именно со льда до +1 оС ?



Наверное в данном случае температура замерзания не поменялась бы... по тому как точка таяния льда равняется плюс одна сотка.

В тройной точке так наз. "химический потенциал" всех трех компонентов смеси одинаковый, поэтому при подводе тепла не изменяются ни температура, ни давление. Меняется только весовое соотношение.

Нет, всё это при одной и той же темпратуре 0°C. Эта теплота расходуется не на поднятие температуры, а на превращение льда, имеющего темпратуру 0°C, в воду, имеющую ту же самую температуру 0°C. Т.е. это энергия, расходуемая на разрушение кристаллической структуры льда.
Если морозить воду комнатной температуре с ПОСТОЯННЫМ оттоком теплоты, то сначала температура воды будет равномерно опускаться (град/мин), а когда дойдет до 0°C опускание температуры прекратится до тех пор, пока вся вода не замерзнет. И это будет продолжаться достаточно долго. И лишь только тогда, когда вся вода превратиться в лёд, опускание температуры продолжится. Только теперь равномерное опускание температуры будет определяться уже не темплоёмкостью воды, а темплоёмкостью льда.

Спасибо за разъяснение!
Почерпнул очень многого.
Уже и выводы успеть сделал:
допустим местность возле речки, так замерзшая река будет играть роль своеобразного "балластика"... при приходе весны, при условии равномерного повышения температуры климата, пока не расстает лед - явного потепления не будет... а когда лед расстаял - вот и весна пришла !)))) Оказывается ампула ТТВ и климат имеют многого общего