トリプルポイントとは

相図では、三重点は物質が固体、液体、気体として同時に存在する場所です。 大気圧と温度に基づいて、三重点は非常に特定の値を持ち、平衡状態で存在します。 実用的なアプリケーションは比較的少ないものの、トリプルポイントは科学者に物質の挙動に関する情報を伝え、温度計を正確に較正するために使用されます。

熱力学で最もよく使用される状態図は、物質の3つの状態（固体、液体、気体）の間の遷移に必要な条件を示します。 これらの図は、グラフに似ており、温度はx軸に沿ってリストされ、通常、圧力はy軸に沿ってリストされます。 水のような単成分または単純な1成分物質の場合、図の線はY字型を形成します。 Yの3本の線はそれぞれ1つの状態を示し、3つの接続点は三重点です。

物質は、ある温度範囲で1つの状態または2つの状態で簡単に存在する場合があります。 たとえば、32°F（0°C;）未満の水は、氷である固体として存在します。 氷が氷点より上に温まると、氷は溶け始め、固体と液体の両方として存在します。 逆に、32°F（0°C;）以上の水は液体状態です。 それを加熱すると蒸気が放出され、気体と液体の両方として存在できるようになります。

1つまたは2つの状態での存在は、ある温度範囲で発生する可能性がありますが、3つすべての状態で同時に存在することは非常に限定的な条件を必要とするため、特定の状況でのみ見られます。 たとえば、水の三重点は、温度32.018°F（0.01°C）および圧力0.006気圧（atm）で発生します。 トリプルポイントは非常に限定的であるため、通常は閉じたシステムでのみ見られます。

しかし、水の三重点は、実際には閉じたシステムの外で実用的な用途があります。 アイススケーターが氷の上を滑ることができるのは、その三重点です。 スケーターの体重がスケートのシングルブレードにかかると、氷の温度が十分に上昇しますが、ちょうど十分な圧力をかけながら、水の三重点に到達し、スケーターが液体の表面を横切って移動できるようにしますまたリリースされています。

三重点のもう1つの実用的な用途は、温度計の校正です。 科学者は、水または液体窒素を含む可能性のあるセルを使用して、そのセルの温度を一定期間維持することで、正確な温度計に必要な正確な温度測定値を決定できます。 温度計の校正には多くの方法がありますが、通常、トリプルポイントを使用した校正が最も正確であると考えられています。