Jaki jest potrójny punkt?

Na schemacie fazowym potrójnym punktem jest miejsce, w którym substancja istnieje jednocześnie jako stała, ciecz i gaz. W oparciu o ciśnienie atmosferyczne i temperaturę potrójne punkty mają bardzo specyficzne wartości i istnieją w równowadze. Chociaż mają stosunkowo niewiele praktycznych zastosowań, potrójne punkty informują naukowcom o zachowaniu substancji i są wykorzystywane do precyzyjnego kalibracji termometrów.

Schemat fazowy jest najczęściej stosowany w termodynamice w celu oznaczenia warunków niezbędnych do przejścia substancji między jej trzema stanami: solidne, ciekawe i gazowe. Schematy te wyglądają podobnie do wykresu, z temperaturą wymienioną wzdłuż osi X i, zwykle, ciśnieniem wymienionym wzdłuż osi Y. W przypadku substancji jednocześnie jednoskładnikowych, takich jak woda, linie na schemacie tworzą kształt Y. Każda z trzech linii Y oznacza jeden stan, a gdzie trzy połączenia jest potrójnym punktem.

Substancja może łatwo istnieć w jednym stanie lub nawet w zakresie w zakresie oF temperatury. Na przykład woda poniżej 32 ° F (0 i degc;) istnieje jako lód, stałe. Rozgrzej lód nad jego punktem zamrażania i zaczyna się topić, istniejąc zarówno jako stały, jak i ciecz. I odwrotnie, woda powyżej 32 ° F (0 i degc;) jest w stanie ciekłym. Podgrzej IT i pary jest uwalniane, co pozwala mu istnieć zarówno jako gaz, jak i ciecz.

Chociaż istniejący w jednym lub dwóch stanach może wystąpić w zakresie temperatur, istniejące we wszystkich trzech stanach wymaga bardzo ograniczających warunków, a zatem jest widoczne tylko w określonych okolicznościach. Na przykład potrójny punkt wody występuje w temperaturze 32,018 ° F (0,01 ° C) i ciśnieniu 0,006 atmosfery (ATM). Ponieważ potrójne punkty są tak ograniczające, zwykle widać je tylko w zamkniętych systemach.

Jednak potrójny punkt Water Faktycznie ma praktyczne zastosowanie poza zamkniętym systemem. Jest to potrójny punkt, który pozwala łyżwiarkomPrzesuń się po lodzie. Ciśnienie masy ciała łyżwiarza na pojedynczym ostrze jego łyżwy podnosi wystarczającą temperaturę lodu, jednocześnie wywierając wystarczające ciśnienie, aby dotrzeć do potrójnego punktu wody i pozwolić łyżwiarze poruszać się po powierzchni cieczy, podczas gdy pary jest również uwalniane.

Innym praktycznym zastosowaniem potrójnych punktów jest kalibracja termometrów. Korzystając z ogniwa, która może zawierać wodę lub ciekł azot i utrzymując stałą temperaturę na tej komórce przez stały czas, naukowiec może określić dokładny odczyt temperatury niezbędny dla dokładnego termometru. Chociaż istnieje wiele metod kalibracji termometrów, zwykle uważa się, że kalibracja przy użyciu potrójnych punktów jest najdokładniejsza.