Was ist der dreifache Punkt?
In einem Phasendiagramm ist ein dreifacher Punkt der Ort, an dem gleichzeitig eine Substanz wie ein Feststoff, eine Flüssigkeit und ein Gas existiert. Basierend auf atmosphärischem Druck und Temperatur haben dreifache Punkte sehr spezifische Werte und existieren im Gleichgewicht. Obwohl sie relativ wenige praktische Anwendungen haben, teilen dreifache Punkte Wissenschaftler Informationen über das Verhalten eines Substanzs mit und werden verwendet, um Thermometer genau zu kalibrieren. Diese Diagramme ähneln einem Diagramm ähnlich, wobei die Temperatur entlang der X-Achse und normalerweise auf der Y-Achse aufgeführt ist. Für unäre oder einfache Einkomponenten-Substanzen wie Wasser bilden die Linien auf dem Diagramm eine Y-Form. Jede der drei Zeilen des Y kennzeichnet einen Zustand, und wo die drei Verbindungen der dreifache Punkt sind.F Temperaturen. Zum Beispiel existiert Wasser unter 32 ° F (0 & Degc;) als Eis, ein Feststoff. Wärmen Sie das Eis über seinem Gefrierpunkt und es schmelzen zu schmelzen und gibt es sowohl als Fest- als auch als Flüssigkeit. Umgekehrt befindet sich Wasser über 32 ° F (0 & Degc;) in einem flüssigen Zustand. Erhitzen Sie es und Dampf wird freigesetzt, sodass es sowohl als Gas als auch als Flüssigkeit existieren kann.
Obwohl in ein oder zwei Zuständen existierende Zustände über einen Temperaturbereich auftreten können, erfordert die gleichzeitig in allen drei Staaten existierende Bedingungen sehr einschränkende Bedingungen und ist daher nur unter bestimmten Umständen zu sehen. Beispielsweise tritt der dreifache Wasserpunkt bei einer Temperatur von 0,01 ° C und einem Druck von 0,006 Atmosphäre (ATM) auf. Da dreifache Punkte so beschränkt sind, werden sie normalerweise nur in geschlossenen Systemen gesehen.
Water's Triple Point hat jedoch tatsächlich eine praktische Anwendung außerhalb eines geschlossenen Systems. Es ist sein dreifacher Punkt, der es Eisskater ermöglichtÜber das Eis rutschen. Der Druck des Körpergewichts eines Skaters auf der einzigen Klinge seines Skates erhöht die Temperatur des Eiss gerade genug, während er gerade genug Druck ausübt, um den dreifachen Punkt des Wassers zu erreichen und den Skater über die Oberfläche der Flüssigkeit zu bewegen, während der Dampf ebenfalls freigesetzt wird.
Eine weitere praktische Anwendung von dreifachen Punkten ist die Kalibrierung von Thermometern. Unter Verwendung einer Zelle, die Wasser oder flüssiges Stickstoff enthalten kann und eine konstante Temperatur in dieser Zelle über einen festen Zeitraum aufrechterhalten kann, kann ein Wissenschaftler den genauen Temperaturwert bestimmen, der für ein genaues Thermometer erforderlich ist. Obwohl es viele Methoden gibt, um Thermometer zu kalibrieren, wird die Kalibrierung mit dreifachen Punkten normalerweise als am genauesten angesehen.