Quel est le point triple?
Dans un diagramme de phase, un point triple est l'endroit où une substance existe simultanément sous la forme d'un solide, d'un liquide et d'un gaz. Basé sur la pression atmosphérique et la température, les points triples ont des valeurs très spécifiques et existent à l’équilibre. Bien qu'ils aient relativement peu d'applications pratiques, les points triples renseignent les scientifiques sur le comportement d'une substance et sont utilisés pour calibrer avec précision des thermomètres.
Un diagramme de phase est le plus souvent utilisé en thermodynamique pour désigner les conditions nécessaires à la transition d'une substance entre ses trois états: solide, liquide et gazeux. Ces diagrammes ressemblent à un graphique, la température étant indiquée en abscisse et, en général, la pression en ordonnée. Pour les substances unaires, ou simples, à un composant, telles que l'eau, les lignes sur le diagramme forment une forme en Y. Chacune des trois lignes du Y désignera un état et les trois points de connexion sont le point triple.
Une substance peut exister facilement dans un état ou même deux à différentes températures. Par exemple, l’eau sous 0 ° C (32 ° F) existe sous forme de glace, un solide. Réchauffez la glace au-dessus de son point de congélation et elle commence à fondre, sous forme de solide et de liquide. Inversement, l’eau dont la température est supérieure à 0 ° C (32 ° F) est à l’état liquide. Le chauffer et la vapeur est libérée, lui permettant d'exister à la fois comme un gaz et un liquide.
Bien qu’il puisse exister dans un ou deux états sur une plage de températures, exister simultanément dans les trois états requiert des conditions très restrictives et n’est visible que dans des circonstances spécifiques. Par exemple, le point triple de l'eau se produit à une température de 0,01 ° C (32,018 ° F) et à une pression de 0,006 atmosphère (atm). Comme les points triples sont si confinés, ils ne sont généralement visibles que dans des systèmes fermés.
Le triple point de l'eau a cependant une application pratique en dehors d'un système fermé. C’est son triple point qui permet aux patineurs de glisser sur la glace. La pression exercée par le poids du patineur sur la seule lame de ses patins élève suffisamment la température de la glace tout en exerçant suffisamment de pression pour atteindre le triple point de l'eau et permettre au patineur de se déplacer à la surface du liquide tout en laissant la vapeur est également publié.
Une autre application pratique des points triples concerne l'étalonnage des thermomètres. En utilisant une cellule pouvant contenir de l'eau ou de l'azote liquide et en maintenant une température constante sur cette cellule pendant une période de temps déterminée, un scientifique peut déterminer la lecture exacte de la température nécessaire pour obtenir un thermomètre précis. Bien qu'il existe de nombreuses méthodes pour étalonner les thermomètres, on pense généralement que l'étalonnage utilisant des points triples est le plus précis.