De tredobbelt punkt er et begrep innen termodynamikk som refererer til temperaturen og trykket der tre faser av et stoff eksisterer samtidig i en tilstand av termodynamisk likevekt. Dette poenget eksisterer for alle stoffer, selv om forholdene der de oppnås varierer enormt mellom hver enkelt..
Et tredobbelt punkt kan også involvere mer enn en fase av samme type for et bestemt stoff; det vil si to forskjellige faste, væske- eller gassfaser observeres. Helium, spesielt isotopen helium-4, er et godt eksempel på et tredobbelt punkt som involverer to individuelle væskefaser: normal væske og superfluid..
Trippelpunktet for vann brukes til å definere kelvin, basisenheten til termodynamisk temperatur i det internasjonale systemet for enheter (SI). Denne verdien settes per definisjon snarere enn målt..
Trippelpunktene til hvert stoff kan observeres ved bruk av fasediagrammer, som er tegnet grafer som gjør det mulig å demonstrere begrensningsforholdene for et fast stoff, flytende, gassfaser (og andre, i spesielle tilfeller) mens det utøves endringer i temperatur, trykk og / eller løselighet.
Et stoff kan bli funnet ved dets smeltepunkt der faststoff møter væske; den kan også bli funnet ved kokepunktet der væske møter gass. Imidlertid er det på trippelpunktet at de tre fasene oppnås. Disse diagrammene vil være forskjellige for hvert stoff, som det vil sees senere.
Trippelpunkt kan brukes effektivt i kalibrering av termometer, ved hjelp av tripelpunktceller.
Dette er prøver av stoffer i isolerte forhold (inne i "celler" i glass) som er i trippelpunktet med kjente temperatur- og trykkforhold, og dermed letter studiet av presisjonen til termometermålingene..
Studiet av dette konseptet har også blitt brukt i utforskningen av planeten Mars, der det ble gjort et forsøk på å kjenne havnivået under oppdrag utført på 1970-tallet..
De nøyaktige forholdene for trykk og temperatur der vann sameksisterer i sine tre faser i likevekt - flytende vann, is og damp - oppstår ved en temperatur på nøyaktig 273,16 K (0,01 ºC) og et delvis damptrykk på 611656 pascal (0,00603659 atm).
På dette tidspunktet er omdannelsen av stoffet til en av de tre fasene mulig med minimale endringer i temperatur eller trykk. Selv om det totale trykket i systemet kan være over det som kreves for trippelpunktet, vil systemet når det delvise damptrykket er på 611,656 Pa, nå trippelpunktet på samme måte..
Det er mulig å observere representasjonen av trippelpunktet i den forrige figuren (eller tredobbelt punkt, på engelsk) av et stoff hvis diagram ligner på vann, i henhold til temperaturen og trykket som kreves for å nå denne verdien.
Når det gjelder vann, tilsvarer dette punktet det minste trykket der flytende vann kan eksistere. Ved trykk mindre enn dette tredobbelte punktet (for eksempel i vakuum) og når konstant trykkoppvarming brukes, vil fast is konvertere direkte til vanndamp uten å passere gjennom væske; dette er en prosess som kalles sublimering.
Utover dette minimumstrykket (Ptp), vil isen først smelte for å danne flytende vann, og først deretter vil den fordampe eller koke for å danne damp.
For mange stoffer er temperaturverdien ved trippelpunktet minimumstemperaturen der væskefasen kan eksistere, men dette skjer ikke i tilfelle vann. For vann skjer ikke dette, siden smeltepunktet for is synker som en funksjon av trykk, som vist med den grønne stiplede linjen i forrige figur..
I høytrykksfaser har vannet et ganske komplekst fasediagram, der femten kjente isfaser er vist (ved forskjellige temperaturer og trykk), i tillegg til ti forskjellige trippelpunkter som er visualisert i følgende figur:
Det kan bemerkes at det under høyt trykk kan eksistere is i likevekt med væsken; diagrammet viser at smeltepunkt øker med trykk. Ved konstant lave temperaturer og økende trykk kan dampen forvandles direkte til is uten å passere gjennom væskefasen..
De forskjellige forholdene som oppstår på planetene der trippelpunktet er studert (Jorden ved havnivå og i Mars ekvatoriale sone) er også representert i dette diagrammet..
Diagrammet gjør det klart at trippelpunktet varierer avhengig av plasseringen på grunn av atmosfærisk trykk og temperatur, og ikke bare på grunn av eksperimentets intervensjon..
Sykloheksan er en cykloalkan som har molekylformelen C6H12. Dette stoffet har den særegenheten å ha trippelpunktsforhold som lett kan reproduseres, som i tilfelle vann, siden dette punktet ligger ved en temperatur på 279,47 K og et trykk på 5,388 kPa.
Under disse forhold har forbindelsen blitt observert kokende, størknet og smeltet med minimale endringer i temperatur og trykk..
I et tilfelle som ligner på cykloheksan, benzen (en organisk forbindelse med den kjemiske formelen C6H6) har tredobbelte forhold som lett kan reproduseres i et laboratorium.
Verdiene er 278,5 K og 4,83 kPa, så eksperimentering med denne komponenten på nybegynnernivå er også vanlig..
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.