Wat is het drievoudige punt?

In een fasediagram is een drievoudig punt de plaats waar een stof tegelijkertijd bestaat als een vaste stof, een vloeistof en een gas. Op basis van atmosferische druk en temperatuur hebben drievoudige punten zeer specifieke waarden en bestaan ​​er in evenwicht. Hoewel ze relatief weinig praktische toepassingen hebben, vertellen drievoudige punten wetenschappers informatie over het gedrag van een stof en worden ze gebruikt om thermometers nauwkeurig te kalibreren.

Een fasediagram wordt meestal gebruikt in thermodynamica om de voorwaarden aan te geven die nodig zijn voor een overgang van een stof tussen zijn drie toestanden: vaste, vloeistof en gas. Deze diagrammen lijken vergelijkbaar met een grafiek, met temperatuur vermeld langs de x-as en, meestal, druk genoteerd langs de y-as. Voor unaire of eenvoudige, one-componenten stoffen, zoals water, vormen de lijnen op het diagram een ​​Y-vorm. Elk van de drie lijnen van de Y duidt op één toestand aan en waar de drie verbinden is het drievoudige punt.

Een stof kan gemakkelijk bestaan ​​in één toestand of zelfs twee op een bereik OF temperaturen. Water onder 32 ° F (0 & degc;) bestaat bijvoorbeeld als ijs, een vaste stof. Verwarm het ijs boven het vriespunt, en het begint te smelten, bestaande als zowel een vaste en een vloeistof. Omgekeerd bevindt water boven 32 ° F (0 & degc;) zich in een vloeibare toestand. Verwarm het en stoom wordt vrijgegeven, waardoor het kan bestaan ​​als zowel een gas als een vloeistof.

Hoewel bestaande in een of twee staten kan optreden over een bereik van temperaturen, vereist bestaande in alle drie de staten tegelijkertijd zeer beperkende omstandigheden en wordt het dus alleen in specifieke omstandigheden gezien. Het drievoudige punt van water treedt bijvoorbeeld op bij een temperatuur van 32.018 ° F (0,01 ° C) en een druk van 0,006 atmosfeer (ATM). Omdat drievoudige punten zo beperkend zijn, worden ze meestal alleen gezien in gesloten systemen.

Het drievoudige punt van Water heeft echter een praktische toepassing buiten een gesloten systeem. Het is het drievoudige punt waarmee schaatsers kunnenSchuif over het ijs. De druk van het lichaamsgewicht van een skater op het enkele mes van zijn of haar schaatsen verhoogt de temperatuur van het ijs net genoeg, terwijl hij net voldoende druk uitoefent, om het drievoudige punt van het water te bereiken en de schaatater over het oppervlak van de vloeistof te laten bewegen terwijl damp ook wordt vrijgegeven.

Een andere praktische toepassing van drievoudige punten zit in de kalibratie van thermometers. Met behulp van een cel die water- of vloeibare stikstof kan bevatten en een constante temperatuur op die cel gedurende een vaste tijdsperiode kan behouden, kan een wetenschapper de exacte temperatuurlezing bepalen die nodig is voor een nauwkeurige thermometer. Hoewel er veel methoden zijn om thermometers te kalibreren, wordt meestal beschouwd als de meest nauwkeurige kalibratie.