纯水在三相点处自由度为0

『壹』 水的三相点会不会漂移实验中用水的三相点找0℃要注意什么

会，这是指纯净水，如果有杂质，会变化，如海水含盐，海水的结冰点就低于零度。气压关系倒不大。

『贰』 纯水 水 气 冰 三相共有的时候 自由度为0怎么理解

用吉布斯相律f=κ+2-φ
对于水一种物质k=1,三相共存φ=3,故f=0
也可这样理三相共存时,在相图上只有一个点,就是三相点,三相点有明确的温度、压强、摩尔体积等表示强度的状态参量（强度量）,其中任何一个都不能变,自由度就是可以变改的强度参量数.一旦改变其中的一个,系统将不再平衡,就会变为两相或一相.
题目有误（三相点的压强为611.73Pa ）,既三相共存,必然压强不能任意.除非把题理解为1atm下,三相共存物最终达到平衡.这时可能是一相,也可能是两相.绝不可能三相（相图上三线交点是唯一的,不可能同时交于两点或更多）.这样理解就是单相时f=1,二相时f=0
“还有题中给的压强下,要存在三个相,那么就不是纯水了”你的想法是对的,不过针对这个问题不需要考虑吧,要是这样为何不能里面再加几个组分?那问题就失去意义了.
因此个人认为,本题命题有误,至少不严格.
自由度可以是负的吗?
如果有的话,有物理意义吗?

『叁』 冰点和三相点自由度都等于零么

冰点时是指在101.325kPa 时的温度 是零度， 而三相点是600Pa 温度是0.01摄氏度

『肆』 纯水在三相处,自由度为零.在冰点时,自由度是否也为零

不是.

『伍』 三相点自由度为什么为0

溶解饱和空气的水的三相点在0℃，纯水的冰点并不在0。说是固定点的原因是因为这个点在相图上也是一个点，意味着自由度为零。只要冰，水，水蒸气三相平衡，那么压力和温度就是固定的。冰点之所以不等于三相点，是因为冰点是水在一个大气压的空气中的凝固点，也就是说水中溶解了空气，由于这部分空气的存在水的凝固点会下降。另外由于三相点的压力为0.610kPa，小于大气压，所以会造成三相点的凝固点升高，两者加和导致三相点不等于冰点。

『陆』 相律自由度为0意味着什么

相律自由度为0意味着不能运动。

自由度=0即正好形成几何不变体系，没有多余约束。

在力学里，自由度指的是力学系统的独立坐标的个数，力学系统由一组坐标来描述。比如一个质点在三维空间中的运动，在笛卡尔坐标系中，由 x、y、z 三个坐标来描述；或者在球坐标系中，由 r、θ、ψ三个坐标描述。

例

如果用刀剖柚子，在北极点沿经线方向割3刀，得6个角。这6个角可视为3对。6个角的平均角度一定是60度。其中半边3个角中，只会有2个可以自由选择，一旦2个数值确定第3个角也会唯一地确定。在总和已知的情况下，切分角的个数比能够自由切分的个数大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体系中相数φ,独立组分数C和自由度f 之间关系的规律,其数学表达式为

地球化学

式中:n表示除T、P 以外还有其他力场的影响。一般情况下,只考虑温度和压力的影响,这样上式就变为

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如果考虑到渗透压,式 (3-83)应改为

地球化学

如果指定温度或压力,式 (3-83)就变为

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如果同时指定温度和压力,式 (3-83)就变为

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对于一元体系,根据吉布斯相律,C=1, f=3-φ。由于体系中至少有一相,所以最大自由度为2,最大相数为3,对应着二维空间T—P图解。当φ=1时,f=2,系统处在平面一个区域 (区) (液、气或固单相区)上,称为双变面。当φ=2时,f=1,系统处在平面一条线 (两相线)上,温度和压力当中只能有一个变化,称为单变线。当φ=3时, f=0,为平面上的一个点 (三相点),自由度为0,称为不变点。

例7 图3-6是水的T—P相图,很显然,C=1,f=3-φ,试运用吉布斯相律讨论一下各区域、线、点上的自由度数和相数,想一想为什么水最多只能三相共存? 是哪三相共存? 图中水的三相共存点有几个?

根据吉布斯相律,对于二元体系,C=2,f=4-φ。由于体系中至少有一相,所以二元体系最大自由度为3,最大相数为4,对应着三维空间T-P-X 图解。当φ=1 时,f=3 ,对应着T、P、X 三个独立变量。当φ=2 时, f=2 ,T、P、X三个变量中只有两个是独立的。当φ=3 时, f=1 ,T、P、X 三个变量中只有一个是独立的。当φ=4 时, f=0 ,T、P、X 三个变量都是不变的。图3-7 是二元 H₂ O-NaCl 体系的温度-压力-组成相图,试运用吉布斯相律具体分析。

图3-6 水的温度-压力相图

对于三元和三元以上的体系,根据吉布斯相律:f=C-φ+2,自由度也比较多,因此相图更加复杂。我们往往固定其中的几个独立强度变量,如果想得到平面相图,使得f=2;如果想得到三维相图,使得f=3。

图3-7 二元 H ₂ O-NaCl 体系的温度-压力-组成相图

(据Driesner et al.,2007)

2.Clapeyron方程

假设在一定的温度和压力下,某种物质的两个相处于平衡状态。如果温度改变 dT,相应的压力改变为dP ,两相仍然平衡。根据等温、等压时平衡条件为ΔG=0 ,即G₁=G₂,G₁+dG₁=G₂+dG₂,这样得到

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式中:G₁ 和G₂ 分别表示相1和相2的吉布斯自由能。根据组成不变时热力学的基本公式dG=-SdT+VdP,得到-S₁ dT+V₁ dP=-S₂ dT+V₂ dP,即

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式 (3-88)称为Clapeyron方程。这一公式可应用于任何纯物质的两相平衡系统,揭示两相平衡时温度-压力的函数关系。假设有1mol物质发生了相变化,对于固-液两相平衡,式 (3-88)变为

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式中:Δ_fus H_m 是固体的摩尔熔化焓。

对于气-液两相平衡,式 (3-88)变为

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式中:Δ_vap H_m 是液体的摩尔蒸发焓。对于有气相参加的两相平衡,固体和液体的体积与气体相比,前者可以忽略,Clapeyron 方程可以进一步简化。对于气-液平衡,如果假定蒸气为理想气体,式 (3-90)则变为

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移项后得

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式 (3-92)又称为Clausius-Clapeyron 方程。如果假定Δ_vapH_m 与温度无关,近似为常数,对上式作不定积分,得到

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式中:C为积分常数。对式 (3-92)进行定积分,则得

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同理,假定固体的摩尔升华焓Δ_sub H_m 为一常数,蒸气近似为理想气体,气-固相平衡时,Clausius-Clapeyron方程变为

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

为了证明Clapeyron方程的用途,计算 Al₂ O₃ 体系相图中的蓝晶石 (kyanite)-红柱石(andalusite)的稳定边界曲线。热力学数据表明,蓝晶石的V_m=4.409J/bar,红柱石的V_m=5.153J/bar,矽线石(sillimanite)的V_m=4.990J/bar,蓝晶石的S_m,800=242.42J·mol^-1·K^-1,红柱石的S_m,800=251.31J·mol^-1·K^-1,矽线石的S_m,800=252.94J·mol^-1 ·K^-1。这些数据表明这三种多形矿物的相稳定场的位置。蓝晶石的摩尔体积最小,稳定于最高压力下。

而由于矽线石具有最高的摩尔熵,因此在高温下最稳定。将上述数据代入公式 (3-88)得到:

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由此可以确定蓝晶石-红柱石 (图3-8)的相变线。

图3-8 用于限定接触变质作用相平衡的压力—温度相图

(据Bowman,1998)

铁端元堇青石平衡引自Holdaway et al.(1977),铝硅酸盐三相点引自Holdaway (1971)。反应Bt+Ms+Qtz=Crd+Kfs+H₂O 的移动源自据 Holdaway et al. (1977)数据计算的固溶体。Ky—蓝晶石;And—红柱石;Sil—矽线石;Qtz—石英;Bt—黑云母;Ms—白云母;Crd—堇青石;Kfs—钾长石;W—水;

—铁在堇青石中的摩尔分数

『捌』 自由度为0是怎么回事

总自由度=样本量
模型自由度=参数（自变量）个数

一般用F检验
F=(模型方差/模型自由度)(非模型方差/非模型自由度)，服从F(模型自由度，非模型自由度)分布
p是由F得出来的值，如果两者的互作自由度为0，就无法计算F值，p就无从得知

『玖』 h2o的空间构型是什么

H2O的空间构型为V形。

因为水是sp3杂化，所以是正四面体结构，但由于O原子有两对孤对电子，所以结构为V型或角型。

O周围有4对电子，分别是2对孤对电子和2对O-H键共用电子对。四对电子之间有较显著的斥力，要让它们稳定，显然应排成四面体结构。但孤对电子的斥力更大，所以优先让孤对电子远离，使得两对成键电子相距较近（角度小于正四面体的109°28′）。

水的物理性质

水通常是无色、无味的液体。在标准大气压下，纯水的沸点为100℃，凝固点为0℃，三相点是0.01℃。

水的密度在3.98℃时最大，为1.0×103kg/m3，温度高于3.98℃时（也可以忽略为4℃），水的密度随温度升高而减小 ，在0～3.98℃时，水热缩冷胀，密度随温度的升高而增加。

以上内容参考 网络--水

『拾』 用相律说明，当温度和压力恒定时，单相区和二相区的自由度是多少

用吉布斯相律来f=κ+2-φ源

对于水一种物质k=1, 三相共存φ=3，故f=0

也可这样理解：三相共存时，在相图上只有一个点，就是三相点，三相点有明确的温度、压强、摩尔体积等表示强度的状态参量（强度量），其中任何一个都不能变，自由度就是可以变改的强度参量数。一旦改变其中的一个，系统将不再平衡，就会变为两相或一相。

题目有误（三相点的压强为611.73Pa ），既三相共存，必然压强不能任意。除非把题理解为1atm下，三相共存物最终达到平衡。这时可能是一相，也可能是两相。绝不可能三相（相图上三线交点是唯一的，不可能同时交于两点或更多）。这样理解就是单相时f=1，二相时f=0

“还有题中给的压强下，要存在三个相，那么就不是纯水了”你的想法是对的，不过针对这个问题不需要考虑吧，要是这样为何不能里面再加几个组分？那问题就失去意义了。

因此个人认为，本题命题有误，至少不严格。

自由度可以是负的吗？

如果有的话，有物理意义吗？