Лёд III — тетрагональная кристаллическая разновидность водного льда. Можно получить при охлаждении воды до 250 K и давлении 300 МПа. Его плотность больше, чем у воды, но он наименее плотный из всех разновидностей льда в зоне высоких давлений (1,16 г/см³ при давлении 350 МПа). Температура жидкой фазы при том же давлении составляет 1,12 г/см³.

При атмосферном давлении плотность льда III составляет 1,14 г/см³. Его диэлектрическая проницаемость (статическая) равна 117.

Обычный водный лёд относится по номенклатуре Бриджмена ко льду I_h. В лабораторных условиях (при разных температурах и давлениях) были созданы разные модификации льда: от льда II до льда XV.

Физические свойства

Тройные точки фазовой диаграммы

В таблице приведены значения давления и температуры в тройных точках для обычной и тяжёлой воды^[1].

Температура плавления

В работе^[2] приводятся математические модели зависимости температуры плавления различных модификаций льда от давления. Плавление льда III происходит в диапазоне температур 251,165 К (–21,985°С) — 256,164 K (–16,986°С) при этом измеренные значения давления с ошибкой ±3% меняется от 209,9 до 350,1 МПа. С целью согласования между собой моделей плавления льда Ih и льда III, для тройной точки III—Ih—Жидкость принято давление 258,566 Мпа (отклонение от экспериментального значения 0,64%). При этом допущении зависимость давления от температуры на линии плавления выражается следующей формулой:

${\displaystyle P=146+62.56\left({\frac {T}{251.165}}\right)^{60}.}$

Для экспериментального значения в тройной точке (P = 209,9 МПа), формула принимает вид

${\displaystyle P=147.93+61.97\left({\frac {T}{251.165}}\right)^{60}.}$

Из последней формулы получаем следующую зависимость темпаратуры плавления от давления:

${\displaystyle T=251.165\left({\frac {P-147.93}{61.97}}\right)^{\frac {1}{60}},}$

где 209,9 < P < 350,1 МПа.

Во всех формулах температура измеряется в К, давление – в МПа.

Примечания

1. Water Phase Diagram. Water Structure and Science (11 августа 2009). Проверено 27 января 2010.
2. IAPWS, Release on the pressure along the melting and the sublimation curves of ordinary water substance, (1993); P. W. Bridgman, Water, in the liquid and five solid forms, under pressure, Proc. Am. Acad. Arts Sci. 47 (1912) 439-558.