Vad är trippelpunkten?
I ett fasdiagram är en trippelpunkt den plats där ett ämne finns samtidigt som en fast, en vätska och en gas. Baserat på atmosfärstryck och temperatur har trippelpunkter mycket specifika värden och finns i jämvikt. Även om de har relativt få praktiska tillämpningar, berättar trippelpunkter för forskare information om beteendet hos ett ämne och används för att exakt kalibrera termometrar.
Ett fasdiagram används oftast i termodynamik för att beteckna de förhållanden som krävs för att övergången av ett ämne mellan dess tre tillstånd: fast, vätska och gas. Dessa diagram ser ut som en graf, med temperatur som är listad längs x-axeln och vanligtvis tryck listat längs y-axeln. För unary, eller enkla, enkomponentämnen, som vatten, formar linjerna på diagrammet en y-form. Var och en av Y: s tre rader kommer att beteckna ett tillstånd, och där de tre anslutningen är trippelpunkten.
Ett ämne kan lätt existera i ett tillstånd eller till och med två på ett intervall of Temperaturer. Till exempel finns vatten under 32 ° F (0 & degc;) som is, ett fast ämne. Värm isen ovanför fryspunkten, och den börjar smälta, existerande som både en fast och en vätska. Omvänt är vatten över 32 ° F (0 & degc;) i ett flytande tillstånd. Värm och ånga släpps, vilket gör att den kan existera både som en gas och en vätska.
Även om existerande i ett eller två stater kan förekomma över en rad temperaturer, kräver existerande i alla tre stater samtidigt mycket begränsande förhållanden och så ses så att det bara ses under specifika omständigheter. Till exempel inträffar vattens trippelpunkt vid en temperatur av 32,018 ° F (0,01 ° C) och ett tryck på 0,006 atmosfär (ATM). Eftersom trippelpunkter är så begränsade, ses de vanligtvis bara i stängda system.
Water's Triple Point har emellertid faktiskt en praktisk tillämpning utanför ett stängt system. Det är dess trippelpunkt som gör att skridskoåkare kanglida över isen. Trycket på en skaters kroppsvikt på det enda bladet på hans eller hennes skridskor höjer isens temperatur precis nog, medan det utövar tillräckligt med tryck, för att nå Water's trippelpunkt och låta skridskoåkaren röra sig över vätskans yta medan ångan också släpps.
En annan praktisk tillämpning av trippelpunkter är i kalibreringen av termometrar. Med hjälp av en cell som kan innehålla vatten eller flytande kväve och bibehålla en konstant temperatur på den cellen under en fast tidsperiod kan en forskare bestämma den exakta temperaturavläsningen som krävs för en exakt termometer. Även om det finns många metoder för att kalibrera termometrar, är kalibrering med trippelpunkter vanligtvis tros vara den mest exakta.