נקודה משולשת

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה לניווט קפיצה לחיפוש
דיאגרמת פאזות טמפרטורה-לחץ של מים.

הנקודה המשולשת היא שילוב של תנאים, שבהם יכול חומר להמצא בו-זמנית בשלושת מצבי הצבירה - מוצק, נוזל וגז. בתנאים אלו, האנרגיה של החומר בשלושת מצבי הצבירה זהה, לכן המצבים שקולים אנרגטית. נקודה זו מאופיינת בערכים מסוימים של צפיפות, לחץ וטמפרטורה הנקבעים על פי משוואת המצב של החומר. לכל חומר נקודה משולשת משלו.

כאשר מסתכלים על מעברים בין מצבי צבירה בלחץ של אטמוספירה אחת, מקבעים את הלחץ ומשנים את הטמפרטורה. אז ניתן לדבר באותה מידה על טמפרטורת רתיחה כמו על נקודת רתיחה, על טמפרטורת קיפאון כמו על נקודת קיפאון (או נקודת התכה). עם זאת, כאשר הלחץ משתנה, הטמפרטורה של נקודות אלו משתנה.

אם כן, נקודת הרתיחה היא עקומת דו-קיום של שני מצבי צבירה, במישור המתאר את הטמפרטורה והלחץ. בהתייחסות זו היא קרויה עקום הניזול. גם נקודת הקיפאון היא עקומה במישור זה. נקודת החיתוך של שתי העקומות היא הנקודה המשולשת.

הנקודה המשולשת למעשה מייצגת את הלחץ המינימלי שבו הפאזה הנוזלית יכולה להתקיים. בלחצים שמתחת לנקודה המשולשת (כמו בחלל החיצון), קרח מוצק שמחומם מומר ישירות לאדי מים, בתהליך שנקרא המראה. בלחצים שמעל לערך הלחץ בנקודה המשולשת, קרח שמחומם ניתך תחילה למים נוזליים, ולאחר מכן (בטמפרטורה גבוהה עוד יותר) רותח ויוצר אדים. האנתלפיה של תהליך ההמראה בסביבת הנקודה המשולשת שווה לסכום האנתלפיות של תהליך ההתכה ותהליך הרתיחה בקרבת הנקודה המשולשת. כיוון שכך, ניתן להסיק את משוואת עקומת ההמראה בסביבת הנקודה המשולשת מהתנהגות עקומת הרתיחה ועקומת הקיפאון, זאת באמצעות שימוש בקשר קלאוזיוס קלפרון.

חשיבותה של הנקודה המשולשת היא רבה, בייחוד מהבחינה המעשית. באמצעותה אפשר לכייל תרמומטר (מד-חום) או מכשירי מדידה אחרים. באמצעות הנקודה המשולשת של המים כוילה סקלת צלזיוס של הטמפרטורה.

הנקודה המשולשת של מים היא בטמפרטורה של 273.16 קלווין (או 0.01 מעלות צלזיוס) ולחץ של 611.2 פסקל (כ-0.006 אטמוספירות). צפיפות המים, שהיא קבועה, היא כ-1000 קילוגרם למטר מעוקב. למים יש דיאגרמת פאזות לא טיפוסית - לעקום הקיפאון (המפריד בין הפאזה הנוזלית למוצקה) יש שיפוע שלילי - כאשר הטמפרטורה יורדת הלחץ שהם יוצרים עולה. אפקט זה הוא אודות לתכונה ייחודית של המים הנקראת "האנומליה של המים", והוא בא לידי ביטוי בכך שמים במצב צבירה מוצק (קרח) צפופים פחות ממים נוזליים.

ראו גם[עריכת קוד מקור | עריכה]

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]

P physics.svg ערך זה הוא קצרמר בנושא פיזיקה. אתם מוזמנים לתרום לוויקיפדיה ולהרחיב אותו.