Punt triple

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca
Diagrama de fases

En ermodinàmica, el punt triple és aquell en el qual conviuen en equilibri l'estat de la matèria sòlid, l'estat líquid i l'estat gasós d'una substància. Es defineix amb una temperatura i una pressió (no ambiental, sinó pressió de vapor). El punt triple de l'aigua, per exemple, se situa a 273,16 kèlvins (0,01 °C) i a una pressió de 611,73 Pa (4,59 mmHg o 0,006033 atm ITS90.[1]

Punt triple de l'aigua[modifica | modifica el codi]

L'única combinació de pressió i temperatura a la qual l'aigua, gel i vapor d'aigua poden coexistir en un equilibri estable es produeix exactament a una temperatura de 273.1598 K (0.0098 °C) i a una pressió parcial de vapor d'aigua de 611,73 pascals (6,1173 milibars, 0,0060373057 atm). En aquest moment, és possible canviar l'estat de tota la substància a gel, aigua o vapor arbitràriament fent petits canvis en la pressió i la temperatura. Cal tenir en compte que fins i tot si la pressió total d'un sistema està molt per sobre de 611,73 pascals (és a dir, un sistema amb una pressió atmosfèrica normal), si la pressió parcial del vapor d'aigua és 611,73 pascals, aleshores el sistema pot trobar encara al punt triple de l'aigua. Estrictament parlant, les superfícies que separen les diferents fases també han de ser perfectament planes, per evitar els efectes de les tensions de superfície.

L'aigua té un inusual i complex diagrama de fases (encara que això no afecta les consideracions generals exposades sobre el punt triple). A altes temperatures, incrementant la pressió, primer s'obté aigua líquida i, a continuació, aigua sòlida. Per sobre de 109 Pa aproximadament s'obté una forma cristal·lina de gel que és més dens que l'aigua líquida. A temperatures més baixes en virtut de la compressió, l'estat líquid deixa d'aparèixer, i l'aigua passa directament de sòlid a gas.

A pressions constants per sobre del punt triple, escalfar gel fa que es passi de sòlid a líquid i d'aquest a gas, o vapor. A pressions per sota del punt triple, com les trobades a l'espai exterior, on la pressió és propera a zero, l'aigua líquida no pot existir. En un procés conegut com a sublimació, el gel salta la fase líquida i es converteix directament en vapor quan s'escalfa.

La pressió del punt triple de l'aigua va ser utilitzada durant la missió Mariner 9 a Mart com un punt de referència per definir el nivell del mar. Missions més recents fan ús d'altimetria làser i gravimetria en lloc de la pressió atmosfèrica per mesurar l'elevació a Mart.

Taula de punts triples[modifica | modifica el codi]

En aquesta taula s'inclouen els punts triples d'algunes substàncies comunes. Aquestes dades estan basades en els proporcionats per la National Bureau of Standards (ara NIST) dels Estats Units d'Amèrica.[2]

Substància T (K) P (kPa)
Acetilè 192,4 120
Amoníac 195,40 6,076
Argó 83,81 68,9
Grafit 3.900 10.100
Diòxid de carboni 216,55 517
Monòxid de carboni 68,10 15,37
Deuteri 18,63 17,1
Età 89,89 8×10-4
Etilè 104,0 0,12
Heli-4 2,19 5,1
Hidrogen 13,84 7,04
Clorur d'hidrogen 158,96 13,9
Mercuri 234,2 1,65x10-7
Metà 90,68 11,7
Neó 24,57 43,2
Òxid nítric 109,50 21,92
Nitrogen 63,18 12,6
Òxid nitrós 182,34 87,85
Oxigen 54,36 0,152
Pal·ladi 1.825 3,5x10-3
Platí 2.045 2,0×10-4
Diòxid de sofre 197,69 1,67
Titani 1941 5,3x10-3
Hexafluorur d'urani 337,17 151,7
Aigua 273,16 0,61
Xenó 161,3 81,5
Zinc 692,65 0,065

Referències[modifica | modifica el codi]

  1. «Diagrama de fases en subtàncies pures» (en català). Facultat de Química, Universitat Rovira i Virgili. [Consulta: 17/11/2013].
  2. Yunus A. Cengel, Robert H. Turner. Fundamentals of thermal-fluid sciences. McGraw-Hill, 2004, p. 78. ISBN 0-07-297675-6

Vegeu també[modifica | modifica el codi]

Bibliografia[modifica | modifica el codi]

  • Yunus A. Cengel, Robert H. Turner. Fundamentals of thermal-fluid sciences. McGraw-Hill, 2004, p. 78. ISBN 0-07-297675-6