Vad är trippelpunkten?

I ett fasdiagram är en trippelpunkt den plats där ett ämne existerar 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 villkor som krävs för en övergång av ett ämneMellan dess tre stater: fast, flytande 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 YS tre linjer kommer att beteckna ett tillstånd, och där de tre anslutningarna är trippelpunkten.

Ett ämne kan lätt existera i ett tillstånd eller till och med två vid ett temperaturområde.Till exempel finns vatten under 32 deg; f (0 degc;) som is, ett fast ämne.Värm isen ovanför sin fryspunkt, och den börjar smälta, existerande som både en fast och en vätska.Omvänt är vatten över 32 deg; 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 ses så att det bara ses under specifika omständigheter.Till exempel inträffar Waters trippelpunkt vid en temperatur av 32.018 deg; F (0,01 deg; C) och ett tryck på 0,006 atmosfär (ATM).Eftersom trippelpunkter är så begränsade, ses de vanligtvis bara i stängda system.

Waters Triple Point har emellertid faktiskt en praktisk tillämpning utanför ett stängt system.Det är dess trippelpunkt som gör att skridskoåkare kan glida över isen.Trycket på en åkare kroppsvikt på det enda bladet på hans eller hennes skridskor höjer isens temperatur precis nog, medan han utövar tillräckligt med tryck, för att nå Waters Triple Point och låta skridskoåkaren röra sig över vätskans yta medan ångansläpps också.

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.