תכונות טריפל פוינט של מים, Cyclohexane ובנזן

ה נקודה משולשת הוא מונח בתחום התרמודינמיקה המתייחס לטמפרטורה וללחץ שבו יש בו זמנית שלושה שלבים של חומר במצב של שיווי משקל תרמודינמי. נקודה זו קיימת עבור כל החומרים, אם כי התנאים שבהם הם מושגים להשתנות מאוד בין כל אחד.

נקודה משולשת יכולה לכלול גם יותר משלב אחד מאותו סוג עבור חומר מסוים; כלומר, כי שני שלבים שונים של מוצק, נוזל או גז נצפים. הליום, ובמיוחד איזוטופ הליום 4 שלו, הוא דוגמה טובה לנקודה משולשת של שני שלבי נוזל נפרדים: נוזל רגיל ונוזל superfluid.

אינדקס

• 1 מאפייני הנקודה המשולשת
• 2 נקודה משולשת של מים
• 3 נקודה משולשת של cyclohexane
• 4 נקודת טריפל של בנזן
• 5 הפניות

מאפייני הנקודה המשולשת

הנקודה המשולשת של המים משמשת להגדרת קלווין, יחידת הבסיס של הטמפרטורה התרמודינמית במערכת הבינלאומית של יחידות (SI). ערך זה נקבע על פי הגדרה במקום למדוד.

נקודות משולשות של כל חומר ניתן לראות עם השימוש דיאגרמות פאזה, אשר גרפים זממו המאפשרים להדגים את התנאים המגבילים של מוצק, נוזלי, גזים שלבים (ואחרים, במקרים מיוחדים) של חומר בזמן הם מפעילים שינויים בטמפרטורה, לחץ ו / או מסיסות.

חומר ניתן למצוא בנקודת ההיתוך שלו שבו מוצק פוגש את הנוזל; זה יכול להימצא גם בנקודת הרתיחה שבו הנוזל פוגש את הגז. עם זאת, הוא נמצא בנקודה משולשת שבה כל שלושת השלבים מושגים. דיאגרמות אלה יהיו שונות עבור כל חומר, כפי שנראה בהמשך.

נקודה משולשת ניתן להשתמש ביעילות בכיול של מדחומים, תוך שימוש בתאי נקודה משולשת.

אלה הם דגימות של חומרים בתנאים מבודדים (בתוך זכוכית "תאים"), כי הם בנקודת משולש שלהם עם תנאי טמפרטורה ולחץ ידוע, ובכך להקל על לימוד של מדידות מדחום.

המחקר של תפיסה זו שימש גם בחקר כדור הארץ מאדים, שבו הוא ניסה לדעת את רמת הים במהלך משימות שבוצעו בעשור של 1970s.

נקודה משולשת של מים

התנאים המדויקים של לחץ וטמפרטורה בהם מים מתקיימים בשלושת השלבים שלה בשיווי משקל - מים נוזליים, קרח ואדים - מתרחשים בטמפרטורה של 273.16 K בדיוק (0.01 מעלות צלזיוס) ולחץ חלקי של קיטור. 611,656 פסקל (0.00603659 atm).

בשלב זה ניתן להמיר את החומר לכל אחד משלושת השלבים עם שינויים מינימליים הטמפרטורה שלה או לחץ. למרות הלחץ הכולל של המערכת יכול להיות ממוקם מעל הנדרש עבור נקודה משולשת, אם הלחץ החלקי של קיטור הוא ב 611,656 אבא, המערכת תגיע לשלוש נקודה שווה.

ניתן לראות בדמות הקודמת את הייצוג של הנקודה המשולשת (או נקודה משולשת, באנגלית) של חומר שהתרשים שלו דומה לזה של מים, בהתאם לטמפרטורה וללחץ הדרושים כדי להגיע לערך זה.

במקרה של מים, נקודה זו תואמת את הלחץ המינימלי שבו מים נוזליים יכולים להתקיים. בלחצים פחות מנקודה משולשת זו (למשל, בחלל ריק) וכאשר נעשה שימוש בלחץ לחץ קבוע, הקרח המוצק ימיר ישירות לאדי מים מבלי לעבור דרך נוזל; זה תהליך שנקרא סובלימציה.

מעבר ללחץ מינימלי זה (P_tp), הקרח יהיה הראשון להמיס כדי ליצור מים נוזליים, ורק אז זה יהיה להתאדות או להרתיח כדי ליצור קיטור.

עבור חומרים רבים ערך הטמפרטורה בנקודה המשולשת שלה הוא הטמפרטורה המינימלית שבה השלב הנוזלי יכול להתקיים, אבל זה לא קורה במקרה של מים. עבור מים זה לא קורה, מאז נקודת ההיתוך של הקרח יורד בהתאם ללחץ, כפי שמוצג על ידי הקו המקווקו ירוק של דמות הקודמת.

בשלבי לחץ גבוהים יש למים דיאגרמת פאזה מורכבת למדי, שבה מוצגים 15 שלבי קרח ידועים (בטמפרטורות ולחצים שונים), בנוסף לעשר נקודות משולשות שונות המראות את הדמות הבאה:

ניתן לציין כי בתנאים של לחץ גבוה, קרח יכול להתקיים בשיווי משקל עם הנוזל; התרשים מראה כי נקודות ההתכה גדלות עם לחץ. בטמפרטורות נמוכות קבועות ובלחץ הולך וגדל, ניתן להמיר את האדים ישירות לקרח, מבלי לעבור את השלב הנוזלי.

התנאים השונים המתרחשים בכוכבי הלכת שבהם נחקרה הנקודה המשולשת (כדור הארץ בגובה פני הים ובאזור המשוונית של מאדים) מוצגים גם בתרשים זה..

התרשים מבהיר כי הנקודה המשולשת משתנה בהתאם למיקום של לחץ אטמוספרי וטמפרטורה, ולא רק על ידי התערבות של הנסיין.

טריפל נקודה של cyclohexane

Cyclohexane הוא cycloalkane שיש לו את הנוסחה המולקולרית של C₆ח₁₂. חומר זה יש את המוזרות שיש תנאים משולש נקודה שניתן לשכפל בקלות, כמו במקרה של מים, שכן נקודה זו ממוקמת בטמפרטורה של 279.47 K ולחץ של 5,388 קילו-.

בתנאים אלה התרכובת נצפתה כדי להרתיח, מיסוך ונמס עם שינויים מינימליים בטמפרטורה ולחץ.

בנזן משולש נקודה

במקרה דומה cyclohexane, בנזן (תרכובת אורגנית עם הנוסחה הכימית C₆ח₆) יש לשחזר בקלות משולשת נקודות נקודה במעבדה.

הערכים שלה הם 278.5 K ו 4.83 kPa, ולכן זה גם נפוץ להתנסות עם רכיב זה ברמת מתחילים.

הפניות

1. ויקיפדיה. (s.f.). ויקיפדיה. מקור: en.wikipedia.org
2. בריטניקה, (1998). אנציקלופדיה בריטניקה. מקור: britannica.com
3. כוח, נ (s.f.). כוח גרעיני. נלקח מן הגרעין powerpower
4. Wagner, W., Saul, A., & Prub, A. (1992). משוואות בינלאומיות ללחץ לאורך ההיתוך לאורך עקומת האצלה של מים רגילים. בוכום.
5. פונצ'לו, ס 'ג', ג'ייקובסן, ר 'ט., וגודווין, ר' (1995). א נכס תרמודינמי פורמולציה עבור Cyclohexane.