Značajke trostruke točke vode, cikloheksana i benzena



trostruka točka je izraz u području termodinamike koji se odnosi na temperaturu i tlak u kojima su istovremeno prisutne tri faze tvari u stanju termodinamičke ravnoteže. Ova točka postoji za sve tvari, iako se uvjeti u kojima se postižu uvelike razlikuju između pojedinih tvari.

Trostruka točka može također uključivati ​​više od jedne faze istog tipa za određenu tvar; to znači da se promatraju dvije različite faze krutine, tekućine ili plina. Helij, posebice njegov izotop helij-4, dobar je primjer trostruke točke koja uključuje dvije pojedinačne tekuće faze: normalna i superfluidna tekućina.

indeks

  • 1 Značajke trostruke točke
  • 2 Trostruka točka vode
  • 3 Trostruka točka cikloheksana
  • 4 Trostruka točka benzena
  • 5 Reference

Značajke trostruke točke

Trostruka točka vode koristi se za definiranje Kelvina, osnovne jedinice termodinamičke temperature u međunarodnom sustavu jedinica (SI). Ova je vrijednost fiksirana po definiciji umjesto mjerenoj.

Trostruke točke svake tvari mogu se promatrati uporabom faznih dijagrama, koji su grafički prikazani grafikoni koji omogućuju prikazivanje graničnih uvjeta krutih, tekućih, plinovitih faza (i drugih, u posebnim slučajevima) tvari. oni vrše promjene temperature, tlaka i / ili topljivosti.

Tvar se može naći na talištu tališta u kojem kruta tvar zadovoljava tekućinu; Također se može naći na točki vrenja gdje se tekućina susreće s plinom. Međutim, nalazi se na trostrukoj točki gdje se postižu sve tri faze. Ti će dijagrami biti različiti za svaku tvar, kao što će se vidjeti kasnije.

Trostruka točka može se učinkovito upotrijebiti za umjeravanje termometara, koristeći stanice s tri točke.

To su uzorci tvari u izoliranim uvjetima (unutar staklenih "ćelija") koji su na svojoj trostrukoj točki s poznatim temperaturnim i tlačnim uvjetima, te tako olakšavaju proučavanje točnosti mjerenja termometra.

Proučavanje ovog koncepta također je korišteno u istraživanju planeta Mars, u kojem je pokušano znati razinu mora tijekom misija koje su provedene u desetljeću 1970-ih.

Trostruka točka vode

Točni uvjeti tlaka i temperature kod kojih voda koegzistira u tri faze u ravnoteži - tekućoj vodi, ledu i pari - javljaju se na temperaturi točno 273,16 K (0,01 ° C) i parcijalnom tlaku pare. 611.656 paskala (0.00603659 atm).

U ovom trenutku moguće je pretvoriti tvar u bilo koju od tri faze s minimalnim promjenama njegove temperature ili tlaka. Iako bi se ukupni tlak sustava mogao nalaziti iznad potrebnog za trostruku točku, ako je parcijalni tlak pare 611.656 Pa, sustav će jednako doseći trostruku točku jednako.

U prethodnoj je slici moguće promatrati prikaz trostruke točke (ili. \ T trostruka točka, na engleskom jeziku) tvari čija je shema slična onoj u vodi, ovisno o temperaturi i tlaku koji su potrebni za postizanje te vrijednosti.

U slučaju vode, ova točka odgovara minimalnom tlaku pri kojem tekuća voda može postojati. Pri tlakovima manjim od te trostruke točke (na primjer, u vakuumu) i kada se koristi konstantno zagrijavanje pod tlakom, kruti led će se pretvoriti izravno u vodenu paru bez prolaska kroz tekućinu; to je proces koji se naziva sublimacija.

Iznad minimalnog tlaka (strtp), led će se prvo otopiti da bi stvorio tekuću vodu, i tek tada će ispariti ili prokuhati da bi stvorio paru.

Za mnoge tvari temperatura na njenoj trostrukoj točki je minimalna temperatura pri kojoj tekuća faza može postojati, ali to se ne događa u slučaju vode. Za vodu se to ne događa jer se točka taljenja leda smanjuje ovisno o tlaku, što pokazuje zelena točkasta crta prethodne slike.

U fazama visokog tlaka voda ima prilično složen fazni dijagram, u kojem je prikazano petnaest poznatih ledenih faza (pri različitim temperaturama i tlakovima), uz deset različitih trostrukih točaka koje se vizualiziraju na sljedećoj slici:

Može se primijetiti da, u uvjetima visokog tlaka, led može postojati u ravnoteži s tekućinom; Dijagram pokazuje da se tališta povećavaju s tlakom. Pri konstantnim niskim temperaturama i povećanju tlaka para se može pretvoriti izravno u led, bez prolaska kroz tekuću fazu.

Različiti uvjeti koji se javljaju u planetima na kojima je ispitana trostruka točka (Zemlja na razini mora i na ekvatorijalnom području Marsa) također su prikazani u ovom dijagramu..

Dijagram pokazuje da trostruka točka varira ovisno o mjestu zbog atmosferskog tlaka i temperature, a ne samo intervencijom eksperimentatora..

Trostruka točka cikloheksana

Cikloheksan je cikloalkan koji ima molekulsku formulu C6H12. Ova tvar ima osobitost da ima trostruke točke koje se mogu lako reproducirati, kao u slučaju vode, budući da se ta točka nalazi na temperaturi od 279,47 K i tlaku od 5,388 kPa..

Pod tim uvjetima je uočeno da spoj vri, učvršćuje i topi se uz minimalne promjene temperature i tlaka.

Trostruka točka benzena

U slučaju sličnom cikloheksanu, benzen (organski spoj s kemijskom formulom C6H6) u laboratoriju se lako reproduciraju trostruki uvjeti.

Njegove vrijednosti su 278,5 K i 4,83 kPa, tako da je uobičajeno eksperimentirati s ovom komponentom na početnoj razini.

reference

  1. Wikipedia. (N. D.). Wikipedia. Preuzeto s en.wikipedia.org
  2. Britannica, E. (1998). Encyclopedia Britannica. Preuzeto s britannica.com
  3. Power, N. (s.f.). Nuklearna energija. Preuzeto s nuclear-power.net
  4. Wagner, W., Saul, A., i Prub, A. (1992). Međunarodne jednadžbe za tlak uz taljenje i uz krivulju sublimacije obične vode. Bohum.
  5. Penoncello, S.G., Jacobsen, R.T., & Goodwin, A.R. (1995). Formulacija termodinamičkog svojstva za cikloheksan.