Hvad er det tredobbelte punkt?
I et fasediagram er et tredobbelt punkt det sted, hvor et stof eksisterer samtidig som en fast, en væske og en gas. Baseret på atmosfærisk tryk og temperatur har tredobbelte punkter meget specifikke værdier og findes i ligevægt. Selvom de har relativt få praktiske anvendelser, fortæller tredobbelte punkter forskere information om et stofs opførsel og bruges til nøjagtigt at kalibrere termometre.
Et fasediagram bruges oftest i termodynamik til at betegne betingelserne, der er nødvendige for en overgang af et stof mellem dets tre tilstande: fast, væske og gas. Disse diagrammer ligner en graf med temperatur angivet langs x-aksen og normalt tryk, der er anført langs Y-aksen. For unære, eller enkle, enkomponent stoffer, som vand, danner linjerne på diagrammet en Y-form. Hver af Y's tre linjer betegner en stat, og hvor de tre forbindelser er det tredobbelte punktF temperaturer. For eksempel eksisterer vand under 32 ° F (degc;) som is, et fast stof. Varm isen over dens frysepunkt, og den begynder at smelte, eksisterer som både en fast og en væske. Omvendt er vand over 32 ° F (DEGC;) i en flydende tilstand. Varm den, og dampen frigøres, så den kan eksistere som både en gas og en væske.
Selvom eksisterende i en eller to tilstande kan forekomme over en temperaturområde, kræver eksisterende i alle tre stater på samme tid meget begrænsende forhold og ses kun under specifikke omstændigheder. For eksempel forekommer vandets tredobbelte punkt ved en temperatur på 32,018 ° F (0,01 ° C) og et tryk på 0,006 atmosfære (ATM). Da tredobbelte point er så begrænsende, ses de normalt kun i lukkede systemer.
Vands tredobbelte punkt har imidlertid faktisk en praktisk anvendelse uden for et lukket system. Det er dets tredobbelte punkt, der giver isskatere mulighed for atSkub over isen. Presset på en skaterens kropsvægt på det enkelte blad på hans eller hendes skøjter hæver temperaturen på isen lige nok, mens den udøver lige nok pres, til at nå vandets tredobbelte punkt og lade skateren bevæge sig over væskens overflade, mens dampen også frigøres.
En anden praktisk anvendelse af tredobbelte punkter er i kalibrering af termometre. Ved hjælp af en celle, der kan indeholde vand eller flydende nitrogen og opretholde en konstant temperatur på den celle over en fast periode, kan en videnskabsmand bestemme den nøjagtige temperaturaflæsning, der er nødvendig for et nøjagtigt termometer. Selvom der er mange metoder til at kalibrere termometre, menes kalibrering ved hjælp af tredobbeltpunkter normalt at være den mest nøjagtige.