Versuch
Info
Im einem abgeschlossenen Gefäß befindet sich dreifach destilliertes Wasser im flüssigen und gasförmigen Aggregatzustand bei 0,006 bar. Dieses wird auf ca. -6°C abgekühlt, um das flüssige Wasser zu unterkühlen. Der Erstarrungsprozess lässt sich nun durch Erschütterung auslösen. Die Temperatur im Tripelpunktsgefäß steigt dann auf 0,01°C und bleibt solange konstant, wie alle drei Aggregatzustände vorliegen.
Weicht die Temperaturanzeige von 0,01°C ab, so liegt dies an der Ungenauigkeit des Messgeräts.
Durchführungsdauer: 5 Minuten
Beschreibung
Hinweise zur Durchführung:
Das Tripelpunktsgefäß sollte nicht tiefer als ca. -6°C abgekühlt werden (Abkühlvorgang im Thermostaten ca. 1-2 Stunden).
Der Erstarrungsprozess wird durch Schütteln oder Klopfen ausgelöst. Das Fortschreiten der Erstarrung kann mit Videokamera verfolgt werden (einige wenige Sekunden).
Hinweise zum Aufbau:
In das Tripelpunktsgefäß ist ein dünnes einseitig geschlossenes Glasrohr eingeschmolzen, das bis in die Flüssigkeit hinein ragt. In dieses Rohr wird ein Thermoelement eingeschoben, mit dem die Wassertemperatur angezeigt werden kann. Durch das isolierende Glas ist die Anzeige zeitlich verzögert.
Um das Tripelpunktsgefäß nicht schon beim Entnehmen aus dem Kühlbad zu erschüttern und den Erstarrungsvorgang dadurch verfrüht auszulösen, wird das Kühlgefäß auf eine Hebebühne gestellt und angehoben bzw. abgesenkt.
Tk = 273,16 K = 0,01°C
pk = 610,6 Pa
Die Tripelpunktstemperatur des Wassers (273,16 K) ist der obere Fixpunkt der Kelvin-Temperaturskala.
Die Tripelpunktstemperatur des Wassers (273,16 K) ist jene Temperatur, bei der reines Wasser und reines Eis mit ihrem Dampf unter der Bedingung im Gleichgewicht stehen, dass der Druck in allen drei Phasen gleich dem Sättigungsdampfdruck des Wassers bei dieser Temperatur ist.
Bei einem anderen Druck stehen die drei Phasen auch bei einer anderen Temperatur im Gleichgewicht.
Die Eispunkttemperatur von Wasser (273,15 K) ist jede Temperatur, bei der luftgesättigtes flüssiges Wasser, luftgesättigtes Wassereis und wasserdampfgesättigte Luft mit einem Druck von 1013,25 hPa im Gleichgewicht stehen.
Neben diesem Koexistenzpunkt von festem, flüssigem und dampfförmigem Wasser gibt es im Phasendiagramm des Wassers noch weitere Tripelpunkte, an denen zwei oder drei verschiedene Eismodifikationen beteiligt sind.