Vad är trippelpunkten?
I ett fasdiagram är en trippelpunkt den plats där ett ämne existerar samtidigt som ett fast ämne, en vätska och en gas. Baserat på atmosfärstryck och temperatur har trippelpunkter mycket specifika värden och finns i jämvikt. Trots att de har relativt få praktiska tillämpningar, berättar tredubbla poäng forskarna information om ett ämnes beteende och används för att exakt kalibrera termometrar.
Ett fasdiagram används oftast inom termodynamik för att beteckna de villkor som är nödvändiga för en övergång av ett ämne mellan dess tre tillstånd: fast, vätska och gas. Dessa diagram liknar en graf, med temperaturen listad längs x-axeln och vanligtvis tryck listat längs y-axeln. För unära, eller enkla, enkomponentämnen, som vatten, bildar 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 vid ett temperaturintervall. Till exempel finns vatten under 32 ° F (0 ° C;) som is, ett fast ämne. Värm isen över dess fryspunkt, och den börjar smälta och finns som både en fast och en vätska. Omvänt är vatten över 0 ° C (0 ° C;) i flytande tillstånd. Värm den och ångan släpps, så att den kan existera som både en gas och en vätska.
Även om det finns i en eller två tillstånd kan inträffa över ett temperaturintervall, krävs det i samtliga tre tillstånd samtidigt mycket begränsande förhållanden och det ses bara under specifika omständigheter. Exempelvis inträffar vattens trippelpunkt vid en temperatur av 32,018 ° F (0,01 ° C) och ett tryck av 0,006 atmosfär (atm). Eftersom trippelpunkter är så begränsande syns de vanligtvis endast i slutna system.
Vattens trippelpunkt har dock faktiskt en praktisk tillämpning utanför ett stängt system. Det är dess tredubbla punkt som gör det möjligt för isskridskoåkare att glida över isen. Trycket på en skridskers kroppsvikt på hans eller hennes skridskor med en enda höjd höjer isens temperatur tillräckligt, samtidigt som den utövar tillräckligt med tryck, för att nå vattnets trippelpunkt och låta skaterna röra sig över vätskans yta medan ånga släpps också.
En annan praktisk tillämpning av trippelpunkter är i kalibrering av termometrar. Med hjälp av en cell som kan innehålla vatten eller flytande kväve och upprätthålla en konstant temperatur på den cellen under en viss tidsperiod kan en forskare bestämma den exakta temperaturavläsningen som är nödvändig för en exakt termometer. Även om det finns många metoder för att kalibrera termometrar, anses kalibrering med trippelpunkter vanligtvis vara den mest exakta.