Qual è il triplo punto?

In un diagramma di fase, un triplo punto è il luogo in cui esiste una sostanza contemporaneamente come solido, liquido e gas. Sulla base della pressione e della temperatura atmosferiche, i punti tripli hanno valori molto specifici ed esistono in equilibrio. Sebbene abbiano relativamente poche applicazioni pratiche, i punti tripli raccontano agli scienziati informazioni sul comportamento di una sostanza e vengono utilizzati per calibrare con precisione i termometri.

Un diagramma di fase viene spesso usato in termodinamica per indicare le condizioni necessarie per una transizione di una sostanza tra i suoi tre stati: solido, liquido e gas. Questi diagrammi sembrano simili a un grafico, con la temperatura elencata lungo l'asse X e, di solito, la pressione elencata lungo l'asse Y. Per sostanze uniche o semplici, a un componente, come l'acqua, le linee del diagramma formano una forma Y. Ciascuna delle tre linee della Y indicherà uno stato e dove le tre connessioni sono il triplo punto.

Una sostanza può esistere facilmente in uno stato o addirittura due a un intervallo Otemperature F. Ad esempio, l'acqua a 32 ° F (0 & degc;) esiste come ghiaccio, un solido. Riscalda il ghiaccio sopra il suo punto di congelamento e inizia a sciogliersi, esistente sia solido che come liquido. Al contrario, l'acqua superiore a 32 ° F (0 & degc;) è in uno stato liquido. Riscaldalo e il vapore viene rilasciato, permettendolo di esistere sia come gas che come liquido.

Sebbene esistente in uno o due stati possa verificarsi in una gamma di temperature, esistere in tutti e tre gli stati contemporaneamente richiede condizioni molto limitate e quindi si osserva solo in circostanze specifiche. Ad esempio, il triplo punto dell'acqua si verifica ad una temperatura di 0,01 ° C di 32,018 ° F (una pressione di 0,006 atmosfera (ATM). Poiché i punti tripli sono così limitati, di solito sono visti solo in sistemi chiusi.

Il triplo punto di Water, tuttavia, ha in realtà un'applicazione pratica al di fuori di un sistema chiuso. È il suo triplo punto che consente ai pattinatori di ghiaccioscivolare sul ghiaccio. La pressione del peso corporeo di un pattinatore sulla singola lama dei suoi pattini aumenta la temperatura del ghiaccio quanto basta, mentre esercita la pressione sufficiente, per raggiungere il triplo punto dell'acqua e consentire al pattinatore di muoversi attraverso la superficie del liquido mentre il vapore viene rilasciato.

Un'altra applicazione pratica di tripli punti è nella calibrazione dei termometri. Usando una cellula che può contenere azoto acqua o liquido e mantenendo una temperatura costante su quella cellula per un periodo di tempo fisso, uno scienziato può determinare la lettura esatta della temperatura necessaria per un termometro accurato. Sebbene ci siano molti metodi per calibrare i termometri, la calibrazione mediante punti tripli è generalmente considerata la più accurata.