물, 시클로 헥산 및 벤젠의 삼중점 특성

그 삼중점 은 열역학적 평형 상태에서 물질의 3 상 (phase)이 동시에 존재하는 온도와 압력을 가리키는 열역학 분야의 용어입니다. 이 점은 모든 물질에 대해 존재하지만, 달성되는 조건은 각 물질마다 크게 다릅니다.

삼중점은 특정 물질에 대해 동일한 유형의 둘 이상의 단계를 포함 할 수 있습니다. 즉, 고체, 유체 또는 기체의 두 가지 상이 관찰된다. 헬륨, 특히 헬륨 -4 동위 원소는 두 개의 개별 유체 상을 포함하는 삼중점의 좋은 예입니다 : 정상 및 초 유체.

색인

트리플 포인트의 특성

물의 삼중점은 국제 단위계 (SI)의 열역학 온도의 기본 단위 인 켈빈을 정의하는 데 사용됩니다. 이 값은 측정 값 대신 정의에 의해 고정됩니다..

각 물질의 삼중점은 물질의 고체, 액체, 기상 (그리고 특별한 경우에 다른 물질)의 제한 조건을 입증 할 수있는 플롯 그래프 인 위상 선도를 사용하여 관찰 할 수 있습니다. 그들은 온도, 압력 및 / 또는 용해도의 변화를가한다..

고체가 액체와 만나는 융점에서 물질을 찾을 수 있습니다. 또한 액체가 기체와 만나는 끓는점에서 발견 될 수 있습니다. 그러나 3 단계 모두에서 달성되는 것은 3 중점입니다. 이 도표는 나중에 볼 수 있듯이 물질별로 다를 수 있습니다..

삼중점은 삼중점 셀을 사용하여 온도계 보정에 효과적으로 사용할 수 있습니다..

이들은 알려진 온도 및 압력 조건을 가진 삼중점에있는 격리 된 조건 (유리 "셀"내부)에있는 물질의 샘플이므로 온도계 측정의 정확도에 대한 연구를 용이하게합니다.

이 개념에 대한 연구는 화성 탐사에도 사용되어 왔는데, 1970 년대 10 년에 수행 된 선교 중 바다의 수준을 알아 내려고 노력했다..

액체가 물, 얼음 및 증기의 평형 상태에서 3 단계로 공존하는 정확한 압력 및 온도 조건은 정확히 273.16 K (0.01 ° C)의 온도와 수증기 분압에서 발생합니다. 611,656 파스칼 (0.00603659 atm).

이 시점에서 그 물질을 온도 또는 압력의 변화를 최소화하면서 3 상으로 전환시키는 것이 가능합니다. 시스템의 전체 압력이 삼중점에 요구되는 것보다 높을 수 있지만, 증기의 분압이 611,656 Pa 인 경우, 시스템은 삼중점에 똑같이 도달합니다.

앞의 그림에서 삼중점의 표현을 관찰 할 수 있습니다 (또는 삼중점, 이 값에 도달하는 데 필요한 온도와 압력에 따라 다이어그램이 물의 것과 비슷한 물질의 영어.

물의 경우이 점은 액체 물이 존재할 수있는 최소 압력에 해당합니다. 이 삼중점보다 낮은 압력 (예 : 진공)에서 일정한 압력의 가열이 사용되면 고체 얼음은 액체를 통과하지 않고 직접 수증기로 변환됩니다. 이것은 승화라고 불리는 과정이다..

이 최소 압력 (P_TP), 얼음은 처음에는 녹아 액상의 물을 만들고 그 다음에 만 증발하거나 끓여 증기를 형성합니다.

많은 물질에서 삼중점의 온도 값은 액상이 존재할 수있는 최소 온도이지만, 물의 경우에는 발생하지 않습니다. 물의 경우 이는 이전 그림의 녹색 점선으로 표시된 것처럼 압력에 따라 얼음의 녹는 점이 감소하기 때문에 발생하지 않습니다..

고압 단계에서 물은 다음 그림에서 시각화 된 10 개의 다른 삼중점 외에도 15 개의 알려진 얼음 상 (다른 온도와 압력에서)이 표시된 매우 복잡한 상 다이어그램이 있습니다.

고압 조건 하에서, 얼음은 액체와 평형 상태로 존재할 수 있음을 알 수있다; 도표는 용융점이 압력에 따라 증가 함을 보여줍니다. 일정한 저온과 고압에서 증기는 액상을 거치지 않고 직접 얼음으로 전환 될 수 있습니다.

삼중점이 연구 된 행성 (해수면의 지구와 화성의 적도 지역)에서 발생하는 다양한 조건이이 도표에 표현됩니다..

도표는 삼중점이 대기압과 온도의 이유로 장소에 따라 다르다는 것을 분명히합니다. 실험자의 개입뿐만 아니라.

시클로 헥산은 분자식이 C 인 시클로 알칸이다.₆H₁₂. 이 물질은 물의 경우처럼 쉽게 재생할 수있는 삼중점 조건을 갖는 특이성을 지니 며,이 점은 279.47 K의 온도와 5,388 kPa.

이러한 조건 하에서, 화합물은 온도 및 압력의 최소 변화로 비등, 고화 및 용융되는 것으로 관찰되었다.

시클로 헥산과 유사한 경우, 벤젠 (화학식 C₆H₆) 실험실에서 트리플 포인트 조건을 쉽게 재현했습니다..

그 값은 278.5 K 및 4.83 kPa이므로 초급 수준에서이 구성 요소를 실험하는 것이 일반적입니다.

위키 백과. (s.f.). 위키 백과. en.wikipedia.org에서 검색
Britannica, E. (1998). Britannica 백과 사전. britannica.com에서 검색 함
Power, N. (s.f.). 원자력. 핵 발전소에서 회수 됨
Wagner, W., Saul, A., & Prub, A. (1992). 일반 물의 융해 곡선과 승화 곡선을 따르는 압력에 대한 국제 방정식. 보훔.
Penoncello, S.G., Jacobsen, R.T., & Goodwin, A. R. (1995). 사이클로 헥산의 열역학 특성 공식.