Kas yra trigubas taškas?

Fazių diagramoje trigubas taškas yra vieta, kurioje medžiaga vienu metu egzistuoja kaip kieta, skysta ir dujos. Remiantis atmosferos slėgiu ir temperatūra, trigubai taškai turi labai specifines reikšmes ir egzistuoja pusiausvyroje. Nors jie turi palyginti nedaug praktinio pritaikymo, trigubai taškai suteikia mokslininkams informaciją apie medžiagos elgseną ir yra naudojami tiksliai kalibruoti termometrus.

Fazių diagrama dažniausiai naudojama termodinamikoje, nurodant sąlygas, būtinas medžiagos perėjimui tarp trijų būsenų: kietos, skystos ir dujinės. Šios diagramos atrodo panašios į diagramą, kurioje temperatūra nurodyta išilgai x ašies, o slėgis paprastai nurodomas išilgai y ašies. Vienareikšmėms arba paprastoms vienkomponentėms medžiagoms, tokioms kaip vanduo, diagramos linijos sudaro Y formą. Kiekviena iš trijų Y eilučių žymės vieną būseną, o kur trys jungiasi, yra trigubas taškas.

Medžiaga gali lengvai egzistuoti vienoje būsenoje ar net dviejose temperatūrose. Pavyzdžiui, vanduo, kurio temperatūra žemesnė nei 32 °F (0 °C;), egzistuoja kaip ledas, kieta medžiaga. Įkaitinkite ledą aukščiau užšalimo taško, ir jis pradeda tirpti, egzistuodamas kaip kietas ir skystas. Ir atvirkščiai, vanduo, kurio temperatūra viršija 32 °C (0 °F;), yra skystos būsenos. Kaitinamas ir išsiskiria garai, leidžiantys egzistuoti ir kaip dujos, ir kaip skystis.

Nors egzistavimas vienoje ar dviejose būsenose gali atsirasti esant įvairioms temperatūroms, egzistavimas visose trijose būsenose vienu metu reikalauja labai ribotų sąlygų, todėl tai pastebima tik tam tikromis aplinkybėmis. Pavyzdžiui, vandens trigubas taškas atsiranda esant 32.018 °F (0.01 °C) temperatūrai ir 0.006 atmosferos slėgiui (atm). Kadangi trigubai taškai yra tokie riboti, jie dažniausiai matomi tik uždarose sistemose.

Tačiau vandens trigubas taškas praktiškai pritaikytas už uždaros sistemos ribų. Būtent jo trigubas taškas leidžia čiuožytojams slysti per ledą. Čiuožėjo kūno svorio slėgis ant vieno jo pačiūžos ašmenų pakelia ledo temperatūrą tiek, kiek darant spaudimą, kad pasiektų vandens trigubą tašką ir leistų čiuožėjui judėti skysčio paviršiumi garams. taip pat yra paleistas.

Kitas praktinis trigubų taškų pritaikymas yra termometrų kalibravimas. Naudodamas ląstelę, kurioje gali būti vandens arba skysto azoto, ir palaikydamas toje ląstelėje pastovią temperatūrą tam tikrą laiką, mokslininkas gali nustatyti tikslų temperatūros rodmenį, reikalingą tiksliam termometrui. Nors yra daug termometrų kalibravimo metodų, dažniausiai manoma, kad kalibravimas naudojant tris taškus yra tiksliausias.