คุณลักษณะจุดสามจุดของน้ำไซโคลเฮกเซนและเบนซีน

จุดสามจุด เป็นคำศัพท์ในสาขาอุณหพลศาสตร์ที่อ้างถึงอุณหภูมิและความดันซึ่งมีสามเฟสของสารในสถานะสมดุลทางอุณหพลศาสตร์ จุดนี้มีอยู่สำหรับสารทั้งหมดถึงแม้ว่าเงื่อนไขที่พวกเขาประสบความสำเร็จแตกต่างกันมากระหว่างแต่ละ.

จุดสามจุดยังสามารถเกี่ยวข้องกับชนิดเดียวกันมากกว่าหนึ่งช่วงสำหรับสารเฉพาะ นั่นคือจะมีการสังเกตสองช่วงของของแข็งของเหลวหรือก๊าซ โดยเฉพาะอย่างยิ่งฮีเลียมของไอโซโทปฮีเลียม -4 เป็นตัวอย่างที่ดีของจุดสามจุดที่เกี่ยวข้องกับขั้นตอนของสองบุคคล: ของเหลวปกติและของเหลว superfluid.

ดัชนี

• 1 ลักษณะของจุดสามจุด
• 2 จุดน้ำสามจุด
• 3 จุดไซโคลเฮกเซนสามเท่า
• 4 จุดสามจุดของเบนซีน
• 5 อ้างอิง

ลักษณะของจุดสามจุด

จุดสามจุดของน้ำถูกใช้เพื่อกำหนดเคลวินซึ่งเป็นหน่วยพื้นฐานของอุณหภูมิทางอุณหพลศาสตร์ในระบบสากลของหน่วย (SI) ค่านี้ได้รับการแก้ไขโดยคำจำกัดความแทนที่จะวัด.

จุดสามจุดของแต่ละสารสามารถสังเกตได้ด้วยการใช้เฟสไดอะแกรมซึ่งเป็นกราฟที่พล็อตที่อนุญาตให้แสดงเงื่อนไขการ จำกัด ของของแข็งของเหลวเฟสก๊าซ (และอื่น ๆ ในกรณีพิเศษ) ของสารขณะที่ พวกมันออกแรงการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิความดันและ / หรือความสามารถในการละลาย.

สารสามารถพบได้ที่จุดหลอมเหลวซึ่งของแข็งตรงกับของเหลว นอกจากนี้ยังสามารถพบได้ที่จุดเดือดที่ของเหลวเข้าหาก๊าซ อย่างไรก็ตามมันเป็นจุดที่สามที่ทั้งสามขั้นตอนจะประสบความสำเร็จ ไดอะแกรมเหล่านี้จะแตกต่างกันไปตามแต่ละสสาร.

สามารถใช้จุดสามจุดได้อย่างมีประสิทธิภาพในการสอบเทียบเทอร์โมมิเตอร์โดยใช้เซลล์สามจุด.

นี่คือตัวอย่างของสารภายใต้สภาวะที่แยกได้ (ภายใน "เซลล์" ในแก้ว) ซึ่งอยู่ที่จุดสามจุดที่มีอุณหภูมิและความดันเป็นที่รู้จักและช่วยอำนวยความสะดวกในการศึกษาความแม่นยำของการวัดอุณหภูมิ.

การศึกษาแนวคิดนี้ยังถูกนำมาใช้ในการสำรวจดาวเคราะห์ดาวอังคารซึ่งพยายามจะรู้ระดับของทะเลในระหว่างการปฏิบัติภารกิจที่ดำเนินการในทศวรรษทศวรรษ 1970.

จุดน้ำสามจุด

เงื่อนไขที่แม่นยำของความดันและอุณหภูมิที่น้ำอยู่ร่วมกันในสามขั้นตอนในสมดุล - น้ำของเหลวน้ำแข็งและไอ - เกิดขึ้นที่อุณหภูมิ 273.16 K (0.01 ° C) และแรงดันไอน้ำบางส่วน 611,656 ปาสคาล (0.00603659 ตู้เอทีเอ็ม).

ณ จุดนี้มันเป็นไปได้ที่จะแปลงสารให้เป็นหนึ่งในสามขั้นตอนโดยมีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิหรือความดันน้อยที่สุด แม้ว่าความดันรวมของระบบจะอยู่เหนือจุดที่ต้องการสำหรับจุดสามจุด แต่ถ้าความดันไอน้ำบางส่วนอยู่ที่ 611,656 Pa ระบบจะถึงจุดสามเท่า ๆ กัน.

มันเป็นไปได้ที่จะสังเกตในรูปก่อนหน้านี้การเป็นตัวแทนของจุดสามจุด (หรือ จุดสามจุด, เป็นภาษาอังกฤษ) ของสารที่มีแผนภาพคล้ายกับน้ำตามอุณหภูมิและความดันที่ต้องการในการเข้าถึงค่านี้.

ในกรณีของน้ำจุดนี้สอดคล้องกับความดันต่ำสุดที่น้ำของเหลวสามารถมีอยู่ ที่ความกดดันน้อยกว่าจุดสามจุดนี้ (ตัวอย่างเช่นในสุญญากาศ) และเมื่อมีการใช้ความร้อนแรงดันคงที่น้ำแข็งแข็งจะเปลี่ยนเป็นไอน้ำโดยตรงโดยไม่ผ่านของเหลว นี่เป็นกระบวนการที่เรียกว่าการระเหิด.

นอกเหนือจากความกดดันขั้นต่ำนี้ (P_TP) น้ำแข็งจะละลายเป็นน้ำของเหลวก่อนแล้วจึงระเหยหรือต้มเป็นไอ.

สำหรับสารหลายตัวค่าอุณหภูมิที่จุดสามจุดคืออุณหภูมิต่ำสุดที่เฟสของเหลวสามารถดำรงอยู่ได้ แต่สิ่งนี้ไม่ได้เกิดขึ้นในกรณีของน้ำ สำหรับน้ำสิ่งนี้จะไม่เกิดขึ้นเนื่องจากจุดหลอมเหลวของน้ำแข็งลดลงขึ้นอยู่กับแรงกดดังแสดงโดยเส้นประสีเขียวของรูปก่อนหน้า.

ในขั้นตอนแรงดันสูงน้ำมีแผนภาพเฟสที่ค่อนข้างซับซ้อนซึ่งมีเฟสน้ำแข็งสิบห้าที่รู้จักกันแสดง (ที่อุณหภูมิและแรงกดดันที่แตกต่างกัน) นอกเหนือจากจุดสามจุดที่แตกต่างกันสิบจุดที่มองเห็นได้ในรูปต่อไปนี้:

จะสังเกตได้ว่าภายใต้สภาวะความดันสูงน้ำแข็งสามารถอยู่ในสมดุลกับของเหลว แผนภาพแสดงให้เห็นว่าจุดหลอมเหลวเพิ่มขึ้นตามความดัน ที่อุณหภูมิต่ำคงที่และเพิ่มความดันไอน้ำสามารถเปลี่ยนเป็นน้ำแข็งได้โดยตรงโดยไม่ต้องผ่านขั้นตอนของเหลว.

เงื่อนไขต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นในดาวเคราะห์ที่มีการศึกษาจุดสามจุด (โลกที่ระดับน้ำทะเลและในบริเวณเส้นศูนย์สูตรของดาวอังคาร) แสดงด้วยในแผนภาพนี้.

แผนภาพแสดงให้เห็นชัดเจนว่าจุดสามจุดแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับตำแหน่งด้วยเหตุผลของความดันบรรยากาศและอุณหภูมิและไม่เพียง แต่จากการแทรกแซงของผู้ทดลอง.

ไซโคลเฮกเซนจุดที่สาม

Cyclohexane เป็น cycloalkane ที่มีสูตรโมเลกุลของ C₆H₁₂. สารนี้มีลักษณะเฉพาะของการมีเงื่อนไขสามจุดที่สามารถทำซ้ำได้ง่ายเช่นในกรณีของน้ำเนื่องจากจุดนี้ตั้งอยู่ที่อุณหภูมิ 279.47 K และความดัน 5,388 kPa.

ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้สารประกอบถูกพบว่าต้มทำให้แข็งตัวและละลายด้วยการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและความดันน้อยที่สุด.

น้ำมันเบนซินจุดสามจุด

ในกรณีที่คล้ายกับไซโคลเฮกเซนเบนซีน (สารประกอบอินทรีย์กับสูตรทางเคมี C)₆H₆) สร้างเงื่อนไขจุดสามจุดได้ง่ายในห้องปฏิบัติการ.

ค่าของมันคือ 278.5 K และ 4.83 kPa ดังนั้นจึงเป็นเรื่องธรรมดาที่จะทำการทดสอบกับส่วนประกอบนี้ในระดับเริ่มต้น.

การอ้างอิง

1. วิกิพีเดีย ( N.d. ) วิกิพีเดีย สืบค้นจาก en.wikipedia.org
2. Britannica, E. (1998) สารานุกรมบริแทนนิกา สืบค้นจาก britannica.com
3. พลังงาน, N. (s.f. ) พลังงานนิวเคลียร์ ดึงมาจาก nuclear-power.net
4. แว็กเนอร์, ว. วชิร, ซาอูล, A. , & Prub, A. (1992) สมการระหว่างประเทศสำหรับแรงดันตามแนวการหลอมละลายและตามเส้นโค้งการระเหิดของน้ำธรรมดา โบคุ่ม.
5. Penoncello, S. G. , Jacobsen, R. T. , & Goodwin, A. R. (1995) สูตรสมบัติทางอุณหพลศาสตร์สำหรับไซโคลเฮกเซน.