Карактеристике троструке тачке воде, циклохексана и бензена



Тхе трострука тачка је термин у пољу термодинамике који се односи на температуру и притисак у којима су истовремено три фазе супстанце у стању термодинамичке равнотеже. Ова тачка постоји за све супстанце, мада се услови у којима се постижу веома разликују између њих.

Трострука тачка може такође укључити више од једне фазе истог типа за одређену супстанцу; то јест, посматрају се две различите фазе чврстог, течног или гасовитог. Хелијум, посебно његов изотоп хелиј-4, је добар пример троструке тачке која укључује две индивидуалне течне фазе: нормална и суперфлуидна течност.

Индек

  • 1 Карактеристике троструке тачке
  • 2 Трострука точка воде
  • 3 Трострука точка циклохексана
  • 4 Трострука точка бензена
  • 5 Референце

Карактеристике троструке тачке

Трострука тачка воде се користи за дефинисање Келвина, основне јединице термодинамичке температуре у међународном систему јединица (СИ). Ова вредност је фиксирана по дефиницији уместо да се мери.

Троструке тачке сваке супстанце могу се посматрати коришћењем фазних дијаграма, који су графички приказани на графиконима који омогућавају демонстрирање ограничавајућих услова чврсте, течне, гасовите фазе (и друге, у посебним случајевима) супстанце док они врше промене температуре, притиска и / или растворљивости.

Супстанца се може наћи на тачки топљења у којој чврста супстанца одговара течности; Такође се може наћи на тачки кључања где се течност сусреће са гасом. Међутим, то је на тројној тачки где су све три фазе постигнуте. Ови дијаграми ће бити различити за сваку супстанцу, као што ће се видети касније.

Трострука тачка може бити ефикасно коришћена у калибрацији термометара, коришћењем троструких тачкастих ћелија.

То су узорци супстанци у изолованим условима (унутар стаклених "ћелија") које су на својој трострукој тачки са познатим температурним и притисним условима, и тако олакшавају проучавање тачности мерења термометра..

Проучавање овог концепта коришћено је иу истраживању планете Марс, у којој је покушано да се зна ниво мора током мисија које су спроведене у деценији 1970-их.

Трострука тачка воде

Прецизни услови притиска и температуре на којима вода коегзистира у три фазе у равнотежи - течна вода, лед и пара - јављају се на температури тачно 273,16 К (0,01 ° Ц) и парцијалном притиску паре. 611.656 паскала (0.00603659 атм).

У овом тренутку могуће је претворити супстанцу у било коју од три фазе уз минималне промјене температуре или тлака. Иако би се укупни притисак система могао налазити изнад потребног за троструку тачку, ако је парцијални притисак паре на 611,656 Па, систем ће једнако достићи троструку тачку..

У претходној слици је могуће посматрати приказ троструке тачке (или. \ Т трострука тачка, на енглеском) супстанце чији је дијаграм сличан води, према температури и притиску који су потребни за достизање ове вредности.

У случају воде, ова тачка одговара минималном притиску при којем текућа вода може да постоји. Код притисака мањих од ове троструке тачке (на пример, у вакууму) и када се користи константно загревање под притиском, чврсти лед ће се директно претворити у водену пару без проласка кроз течност; ово је процес који се зове сублимација.

Изнад минималног притиска (Птп), лед ће се прво отопити да би формирао текућу воду, и тек тада ће испарити или прокухати да формира пару.

За многе супстанце, вредност температуре на њеној трострукој тачки је минимална температура на којој може да постоји текућа фаза, али то се не дешава у случају воде. За воду се то не дешава, пошто се тачка леда смањује у зависности од притиска, као што је приказано зеленом тачкастом линијом претходне цифре.

У фазама високог притиска вода има прилично сложен фазни дијаграм, у којем је приказано петнаест познатих ледених фаза (при различитим температурама и притисцима), поред десет различитих троструких тачака које се визуелизују на следећој слици:

Може се приметити да, у условима високог притиска, лед може да постоји у равнотежи са течношћу; Дијаграм показује да се тачке топљења повећавају са притиском. При константним ниским температурама и повећању притиска пара се може претворити директно у лед, без проласка кроз текућу фазу.

Различити услови који се јављају на планетама на којима је истраживана трострука тачка (Земља на нивоу мора и на екваторијалној површини Марса) такође су представљени у овом дијаграму..

На дијаграму је јасно да трострука тачка варира у зависности од локације због атмосферског притиска и температуре, а не само интервенцијом експериментатора..

Трострука точка циклохексана

Циклохексан је циклоалкан који има молекулску формулу Ц6Х12. Ова супстанца има посебност да има троструке тачкасте услове који се могу лако репродуковати, као у случају воде, пошто се ова тачка налази на температури од 279,47 К и притиску од 5,388 кПа..

Под овим условима је примећено да једињење кува, учвршћује и топи се са минималним променама температуре и притиска.

Бензен трострука тачка

У случају сличном циклохексану, бензен (органско једињење са хемијском формулом Ц6Х6) има лако репродуковане услове троструке тачке у лабораторији.

Његове вредности су 278,5 К и 4,83 кПа, тако да је такође уобичајено експериментисати са овом компонентом на почетном нивоу.

Референце

  1. Википедиа. (с.ф.). Википедиа. Преузето са ен.википедиа.орг
  2. Британница, Е. (1998). Енцицлопедиа Британница. Преузето са британница.цом
  3. Повер, Н. (с.ф.). Нуцлеар Повер. Преузето са нуцлеар-повер.нет
  4. Вагнер, В., Саул, А., & Пруб, А. (1992). Међународне једначине за притисак уз топљење и дуж кривуље сублимације обичне воде. Боцхум.
  5. Пенонцелло, С.Г., Јацобсен, Р.Т., & Гоодвин, А.Р. (1995). Формулација термодинамичког својства за циклохексан.