Vandens, cikloheksano ir benzeno trijų taškų charakteristikos



The trigubas taškas Termodinamikos srityje terminas reiškia temperatūrą ir slėgį, kuriame vienu metu yra trys cheminės medžiagos fazės termodinaminės pusiausvyros būsenoje. Šis punktas taikomas visoms medžiagoms, nors sąlygos, kuriomis jos pasiekiamos, labai skiriasi.

Trys taškai taip pat gali apimti daugiau nei vieną tos pačios rūšies fazę konkrečiai medžiagai; tai yra, kad stebimos dvi skirtingos kietosios, skysčio ar dujų fazės. Helis, ypač jo helio-4 izotopas, yra geras trijų taškų pavyzdys, apimantis dvi atskiras skysčių fazes: normalus ir superfluidinis skystis.

Indeksas

  • 1 Trikampio taško charakteristikos
  • 2 Trigubas vandens taškas
  • 3 Trigubas cikloheksano taškas
  • 4 Benzeno trigubas taškas
  • 5 Nuorodos

Trijų taškų charakteristikos

Trigubas vandens taškas naudojamas Kelvino, termodinaminės temperatūros bazinio vieneto nustatymui tarptautinėje vienetų sistemoje (SI). Ši vertė nustatoma pagal apibrėžimą, o ne išmatuotą.

Kiekvienos medžiagos trigubus taškus galima stebėti naudojant fazių diagramas, kurios yra brėžiamos diagramos, leidžiančios įrodyti cheminės medžiagos kietųjų, skystų, dujinių fazių (ir kitų, kai kuriais atvejais) ribojančias sąlygas. jie daro temperatūros, slėgio ir (arba) tirpumo pokyčius.

Medžiaga gali būti jos lydymosi taške, kurioje kieta medžiaga atitinka skystį; Taip pat galima rasti virimo taške, kur skystis atitinka dujas. Tačiau tai yra trigubas taškas, kuriame pasiekiamos visos trys fazės. Šios diagramos kiekvienai medžiagai bus skirtingos, kaip bus matoma vėliau.

Trigubas taškas gali būti efektyviai naudojamas kalibruojant termometrus, naudojant trijų taškų ląsteles.

Tai yra medžiagų pavyzdžiai izoliuotomis sąlygomis (stiklo viduje), kurie yra trijų taškų, žinomų temperatūros ir slėgio sąlygomis, ir taip palengvina termometro matavimų tikslumo tyrimą..

Šios koncepcijos tyrimas taip pat buvo panaudotas tyrinėjant Marso planetą, kurioje buvo bandoma žinoti jūros lygį per misijas, atliktas aštuntojo dešimtmečio dešimtmetyje..

Trivietis vandens taškas

Tikslios slėgio ir temperatūros sąlygos, kuriomis vanduo kartu veikia trijose fazėse pusiausvyros sąlygomis - skystas vanduo, ledas ir garai, vyksta tiksliai 273,16 K (0,01 ° C) temperatūroje ir daliniame garų slėgyje. 611,656 pascal (0,00603659 atm).

Šiuo metu cheminę medžiagą galima konvertuoti į bet kurį iš trijų fazių su minimaliais temperatūros ar slėgio pokyčiais. Nors bendrasis sistemos slėgis gali būti didesnis už trijų taškų reikalaujamą slėgį, jei garų dalinis slėgis yra 611,656 Pa, sistema pasieks trigubą tašką vienodai.

Ankstesniame paveiksle galima stebėti trigubo taško (arba trigubas taškas, anglų kalba) medžiagos, kurios schema yra panaši į vandens, atsižvelgiant į temperatūrą ir slėgį, reikalingą šiai vertei pasiekti.

Vandens atveju šis taškas atitinka minimalų slėgį, kuriuo gali susidaryti skystas vanduo. Jei slėgis yra mažesnis už šį trigubą tašką (pvz., Vakuume) ir kai naudojamas pastovus slėgis, kietas ledas tiesiogiai pateks į vandens garus be skysčio; tai procesas, vadinamas sublimacija.

Virš šio minimalaus slėgio (P. \ Ttp), ledas iš pradžių ištirps, kad susidarytų skystas vanduo, ir tik tada jis išgaruos arba virs, kad susidarytų garai.

Daugeliui medžiagų temperatūros vertė jo trigubame taške yra mažiausia temperatūra, kuria skystoji fazė gali egzistuoti, tačiau tai nėra vandens atveju. Vandens atveju tai neįvyksta, nes ledo lydymosi temperatūra mažėja priklausomai nuo slėgio, kaip parodyta ankstesnės figūros žaliąja taškine linija.

Aukšto slėgio fazėse vanduo turi gana sudėtingą fazių schemą, kurioje parodomos penkiolika žinomų ledo fazių (skirtingomis temperatūromis ir slėgiais), be to, dešimt dešimties taškų, kurie yra matomi toliau pateiktame paveiksle:

Pažymėtina, kad esant aukšto slėgio sąlygoms ledas gali egzistuoti pusiausvyroje su skysčiu; Diagrama rodo, kad lydymosi taškai didėja esant slėgiui. Esant pastoviai žemoms temperatūroms ir didėjant slėgiui, garas gali būti konvertuojamas tiesiai į ledą, neperžiūrint skysčio fazės.

Šioje schemoje taip pat pateikiamos skirtingos sąlygos, atsirandančios planetose, kuriose buvo tiriamas trigubas taškas (Žemė jūroje ir pusiaujo Marso rajone)..

Diagramoje paaiškinama, kad trigubas taškas priklauso nuo atmosferos slėgio ir temperatūros priežasčių, o ne tik eksperimento dalyvis..

Trigubas cikloheksano taškas

Cikloheksanas yra cikloalkanas, kurio molekulinė formulė yra C6H12. Ši medžiaga pasižymi ypatingu trijų taškų sąlygų, kurias galima lengvai atkurti, kaip ir vandens atveju, nes šis taškas yra 279,47 K temperatūroje ir 5,388 kPa slėgyje..

Esant tokioms sąlygoms, buvo pastebėta, kad junginys virsta, kietėja ir lydosi, esant minimaliems temperatūros ir slėgio pokyčiams.

Benzeno trigubas taškas

Tokiu pačiu atveju kaip ir cikloheksanas, benzenas (organinis junginys, kurio cheminė formulė C6H6) laboratorijoje lengvai atkuria trijų taškų sąlygas.

Jo reikšmės yra 278,5 K ir 4,83 kPa, todėl taip pat yra įprasta eksperimentuoti su šiuo komponentu pradedantiesiems.

Nuorodos

  1. Vikipedija. (s.f.). Vikipedija. Gauta iš en.wikipedia.org
  2. Britannica, E. (1998). Encyclopedia Britannica. Gauta iš britannica.com
  3. Power, N. (s.f.). Branduolinė energija. Gauta iš branduolinės-power.net
  4. Wagner, W., Saul, A., ir Prub, A. (1992). Tarptautinės slėgio lygtys išilgai lydymosi ir įprastinio vandens sublimacijos kreivės. Bochumas.
  5. Penoncello, S. G., Jacobsen, R. T. ir Goodwin, A. R. (1995). Termodinaminės savybės formulė cikloheksanui.