Hva er trippelpunktet?

I et fasediagram er et trippelpunkt stedet der et stoff eksisterer samtidig som et fast stoff, en væske og en gass. Basert på atmosfæretrykk og temperatur har trippelpunkter veldig spesifikke verdier og eksisterer i likevekt. Selv om de har relativt få praktiske bruksområder, forteller trippelpoeng forskerne informasjon om atferden til et stoff og brukes til nøyaktig å kalibrere termometre.

Et fasediagram blir ofte brukt i termodynamikk for å betegne forholdene som er nødvendige for en overgang av et stoff mellom dets tre tilstander: faststoff, væske og gass. Disse diagrammer ser ut som en graf, med temperatur oppført langs x-aksen og vanligvis trykket oppført langs y-aksen. For unære, eller enkle, enkomponent substanser, som vann, danner linjene på diagrammet en Y-form. Hver av Ys tre linjer vil betegne en tilstand, og hvor de tre forbindelsene er trippelpunktet.

Et stoff kan eksistere lett i en tilstand eller til og med to ved et temperaturområde. For eksempel eksisterer vann under 0 ° C som is, et fast stoff. Varm isen over frysepunktet, og den begynner å smelte, og finnes som både et fast stoff og en væske. Motsatt er vann over 0 ° C i flytende tilstand. Varm den opp, og dampen frigjøres, slik at den kan eksistere som både en gass og en væske.

Selv om eksisterende i en eller to tilstander kan forekomme over et område med temperaturer, krever eksisterende i alle tre delstater samtidig svært avgrensende forhold, og det sees bare under spesifikke omstendigheter. For eksempel oppstår vannets tredoble punkt ved en temperatur på 0,01 ° C (32,018 ° F) og et trykk på 0,006 atmosfære (atm). Siden trippelpunkter er så begrensende, blir de vanligvis bare sett i lukkede systemer.

Vannets tredoble punkt har imidlertid faktisk en praktisk anvendelse utenfor et lukket system. Det er det tredobbelte punktet som gjør at skøyteløpere kan gli over isen. Trykket fra en skøyters kroppsvekt på det ene bladet på hans eller hennes skøyter hever isens temperatur akkurat nok, mens du utøver akkurat nok trykk, for å nå vannets tredoble punkt og la skateren bevege seg over væskeoverflaten mens damp blir også løslatt.

En annen praktisk anvendelse av trippelpunkter er i kalibrering av termometre. Ved å bruke en celle som kan inneholde vann eller flytende nitrogen og opprettholde en konstant temperatur på den cellen over en bestemt tidsperiode, kan en forsker bestemme den nøyaktige temperaturavlesningen som er nødvendig for et nøyaktig termometer. Selv om det er mange metoder for å kalibrere termometre, er kalibrering ved bruk av trippelpunkter vanligvis antatt å være den mest nøyaktige.