Trojna točka

Kaj je trojna točka?

On Trojna točka To je izraz na področju termodinamike, ki se nanaša na temperaturo in tlak, v katerih so hkrati tri faze snovi v termodinamičnem ravnotežnem stanju. Ta točka obstaja za vse snovi, čeprav se pogoji, v katerih so doseženi, močno razlikujejo med vsakim.

Trojna točka lahko vključuje tudi več kot eno fazo iste vrste za določeno snov; to pomeni, da opazimo dve različni trdni, tekoči ali plinski fazi. Helij, zlasti njegov izotop Helio-4, je dober primer trojne točke, ki vključujeta dve posamezni fazi tekočine: normalno in odveč tekočina.

Fazni diagram, ki prikazuje trojno in kritično točko

Za kaj je to in ko se uporablja trojna točka?

Trojna točka vode se uporablja za definiranje Kelvina, termodinamične temperaturne osnovne enote v mednarodnem sistemu enot (SI). Ta vrednost je nastavljena po definiciji namesto merila.

Trojne točke vsake snovi lahko opazimo z uporabo faznih diagramov, ki so narisani grafi temperatura, tlak in/ali topnost.

Snov je mogoče najti v njegovem tališču, v katerem trdna snov srečuje tekočino; Najdemo ga lahko tudi na svoji vrelišču, v kateri se tekočina sreča s plinom. Vendar je na trojni točki, kjer so dosežene tri faze. Ti diagrami bodo za vsako snov drugačni, kot bomo videli kasneje.

Vam lahko služi: Gravitacija API: lestvica in klasifikacija surove nafte

Trojna točka se lahko učinkovito uporablja pri kalibraciji termometrov z uporabo celic trojne točke.

To so vzorci snovi v izoliranih pogojih (znotraj "celic" stekla), ki so na svoji trojni točki z znanimi temperaturami in tlačnimi pogoji in tako olajšajo preučevanje natančnosti meritve termometra.

Uporabljena je bila tudi študija tega koncepta pri raziskovanju planeta Marsa, v kateri je bila morska gladina poskusila med misijami, ki so bile izvedene v 70. letih prejšnjega stoletja.

Trojna voda

Fazni diagram trojne točke vode. Trojna točka je spodnja točka in kritik zgornja točka

Natančni pogoji tlaka in temperature, pri katerih voda obstaja v treh fazah v ravnotežju - tekoča voda, led in para - se pojavijo pri temperaturi natančno 273,16 K (0,01 ° C) in delni tlak hlapov 611.656 Pascals (0,00603659 Atm ).

Na tej točki je mogoče snov pretvoriti v katero koli od treh faz z minimalnimi spremembami temperature ali tlaka. Tudi ko se lahko skupni sistemski tlak namesti nad tistim, ki je potreben za trojno točko, če je delni tlak pare na 611.656 Pa, bo sistem dosegel trojno točko na enak način.

Na prejšnji sliki je mogoče opaziti prikaz trojne točke (ali Trojna točka, v angleščini) snovi, katere diagram je podoben vodni.

V primeru vode ta točka ustreza minimalnemu tlaku, pri katerem lahko obstaja tekoča voda. Pritiskati na manjše do te trojne točke (na primer v vakuumu) in ko se uporablja segrevanje s konstantnim tlakom, se trden led pretvori neposredno v vodno paro, ne da bi šel skozi tekočino; To je postopek, imenovan sublimacija.

Lahko vam služi: Teorija velikega poka: značilnosti, stopnje, dokazi, problemi

Poleg tega minimalnega tlaka (P_Tp), led se bo najprej stopil tako.

Za številne snovi je temperatura v svoji trojni točki najnižja temperatura, pri kateri lahko obstaja tekoča faza, vendar se to ne zgodi v primeru vode. Za vodo se to ne zgodi, saj se taljenje ledu zmanjšuje na podlagi tlaka, kot je prikazano z zeleno pikčasto črto prejšnje slike.

V fazah z visokim tlakom ima voda precej zapleten fazni diagram, ki prikazuje petnajst znanih ledenih faz (pri različnih temperaturah in tlakih), poleg desetih različnih trojnih točk, ki so prikazane na naslednji sliki:

Opozoriti je mogoče, da lahko v pogojih z visokim tlakom led obstaja v ravnovesju s tekočino; Diagram kaže, da se točke združitve s pritiskom povečujejo. Pri nizkih konstantnih temperaturah in naraščajočem tlaku se lahko para spremeni neposredno v led, ne da bi šli skozi tekočo fazo.

Na tem diagramu so predstavljeni tudi različni pogoji, ki se pojavljajo na planetih, kjer je trojna točka (zemljišče na morju in na ekvatorialnem območju Marsa).

Diagram jasno kaže, da se trojna točka razlikuje glede na lokacijo zaradi razlogov tlaka in atmosferske temperature in ne le s intervencijo eksperimentatorja.

Trojna točka cikloheksana

Ciklohekan je ciklokano, ki ima molekularno formulo C₆H₁₂. Ta snov ima posebnost, da ima trojne točke, ki jih je mogoče enostavno reproducirati, kot v primeru vode, saj je ta točka pri temperaturi 279,47 K in pritiska 5.388 kPa.

Lahko vam služi: stroški v živo: koncept, značilnosti, primeri

V teh pogojih so opazili hirarsko spojino, strjevanje in taljenje z minimalnimi spremembami temperature in tlaka.

Trojna benzenska točka

V primeru, podoben cikloheksanu, benzen (organska spojina s kemijsko formulo C₆H₆) je v laboratoriju zlahka ponovljivo ponovljivo ponovil pogoje.

Njegove vrednosti so 278,5 K in 4,83 kPa, zato je tudi eksperimentiranje s to stopnjo začetnika pogosta.

Reference

1. Wikipedija. (s.F.). Wikipedija. Pridobljeno iz in.Wikipedija.org
2. Britannica, e. (1998). Enciklopedija Britannica. Pridobljeno od Britannice.com
3. Moč, n. (s.F.). Power jedrsko. Pridobljeno iz jedrske moči.mreža
4. Wagner, w., Saul, a., & Perb, do. (1992). Mednarodne enačbe za pritisk po taljenju in vzdolž sublimacijske krivulje navadne vode. Bochum.
5. Penoncello, s. G., Jacobsen, r. T., & Goodwin, a. R. (devetnajst devetdeset pet). Do termodinamične lastnosti lastnosti za cikloheksan.