Su, Sikloheksan ve Benzenin Üçlü Nokta Karakteristikleri



üçlü nokta termodinamik alanında, termodinamik bir denge durumunda bir maddenin aynı anda üç fazının bulunduğu sıcaklık ve basıncı ifade eden bir terimdir. Bu nokta, tüm maddeler için mevcuttur, ancak elde edildikleri koşullar her biri arasında büyük farklılıklar gösterir..

Üçlü bir nokta ayrıca, belirli bir madde için aynı tipteki birden fazla fazı içerebilir; yani, iki farklı katı faz, sıvı veya gaz gözlenir. Helyum, özellikle de helyum-4 izotopu, iki ayrı sıvı fazı içeren üçlü bir noktaya iyi bir örnektir: normal ve süper akışkan sıvı.

indeks

  • 1 Üçlü noktanın özellikleri
  • 2 Üçlü su
  • 3 Üçlü sikloheksan noktası
  • 4 Üçlü benzen noktası
  • 5 Kaynakça

Üçlü noktanın özellikleri

Üçlü su noktası, uluslararası birimler sisteminde (SI) termodinamik sıcaklığın temel birimi olan Kelvin'i tanımlamak için kullanılır. Bu değer ölçülen yerine tanımla sabitlenir.

Her bir maddenin üçlü noktaları, bir maddenin katı, sıvı, gaz fazlarının (ve özel durumlarda diğerleri) sınırlayıcı koşullarının gösterilmesine izin veren çizilen grafikler olan faz diyagramlarının kullanımıyla gözlenebilir. sıcaklık, basınç ve / veya çözünürlük değişiklikleri uygularlar.

Erime noktasında, katının sıvı ile birleştiği bir madde bulunabilir; Sıvının gaza ulaştığı kaynama noktasında da bulunabilir. Bununla birlikte, üç fazın da gerçekleştiği üçlü noktadadır. Bu diyagramlar daha sonra görüleceği gibi her madde için farklı olacaktır.

Üçlü nokta termometrelerin kalibrasyonunda etkin olarak kullanılabilir, üçlü nokta hücrelerinin kullanılması.

Bunlar, bilinen sıcaklık ve basınç koşulları ile üçlü noktalarında bulunan ve izole edilmiş koşullar altında (cam içinde "hücrelerin içinde") bulunan örneklerdir ve bu nedenle termometre ölçümlerinin doğruluğunun çalışılmasını kolaylaştırırlar..

Bu kavramın çalışması, 1970'lerin on yılında gerçekleştirilen misyonlar sırasında deniz seviyesini bilmeye çalıştığı Mars gezegeninin keşfedilmesinde de kullanılmıştır..

Üçlü su

Suyun dengede üç fazında (sıvı su, buz ve buhar) bir arada bulunduğu kesin basınç ve sıcaklık koşulları, tam olarak 273.16 K (0.01 ° C) sıcaklıkta ve kısmi buhar basıncında meydana gelir. 611,656 pascal (0.00603659 atm).

Bu noktada, sıcaklığı veya basıncında minimum değişikliklerle maddeyi üç fazdan birine dönüştürmek mümkündür. Sistemin toplam basıncı üçlü nokta için istenen seviyenin üzerine çıksa da, kısmi buhar basıncı 611.656 Pa'da ise, sistem üçlü noktaya eşit olarak ulaşacaktır..

Önceki şekilde, üçlü noktanın temsilini gözlemlemek mümkündür (veya üçlü nokta, ingilizcesi) diyagramı suya benzeyen bir maddenin, bu değere ulaşmak için gereken sıcaklık ve basınca göre.

Su durumunda, bu nokta, sıvı suyun olabileceği minimum basınca karşılık gelir. Bu üçlü noktadan daha düşük basınçlarda (örneğin bir vakumda) ve sabit basınçlı bir ısıtma kullanıldığında, katı buz, sıvıdan geçmeden doğrudan su buharına dönüşecektir; Bu süblimasyon denilen bir süreçtir.

Bu minimum basıncın ötesinde (Ptp), buz ilk önce sıvı su oluşturmak için erir ve sadece o zaman buharlaşacak ya da kaynamacak şekilde buhar oluşturacak.

Birçok madde için, üçlü noktasındaki sıcaklık değeri, sıvı fazın var olabileceği minimum sıcaklıktır, ancak su durumunda bu gerçekleşmez. Su için bu gerçekleşmez, çünkü buzun erime noktası önceki şeklin yeşil noktalı çizgisinin gösterdiği gibi basınca bağlı olarak azalır..

Yüksek basınç fazlarında, su, aşağıdaki şekilde gösterilen on farklı üçlü noktaya ek olarak, bilinen on beş buz fazının (farklı sıcaklık ve basınçlarda) gösterildiği, oldukça karmaşık bir faz diyagramına sahiptir:

Yüksek basınç koşullarında, sıvı ile dengede buz olabileceği; Diyagram, erime noktalarının basınçla arttığını göstermektedir. Sabit düşük sıcaklıklarda ve artan basınçta, buhar, sıvı fazdan geçmeden doğrudan buza dönüştürülebilir.

Üçlü noktanın çalışıldığı gezegenlerde meydana gelen farklı koşullar (Dünya deniz seviyesinde ve Mars'ın ekvatoral bölgesinde) de bu şemada gösterilmektedir..

Diyagram, üç noktanın, atmosferik basınç ve sıcaklık nedenleriyle bölgeye bağlı olarak değiştiğini ve sadece deneycinin müdahalesiyle değil, değiştiğini açıkça göstermektedir.

Üçlü sikloheksan noktası

Sikloheksan, C'nin moleküler formülüne sahip olan bir sikloalkandır6'H12. Bu madde, su olduğu gibi kolayca çoğaltılabilen üçlü nokta koşullarına sahip olma özelliğine sahiptir, çünkü bu nokta 279.47 K sıcaklıkta ve 5.388 kPa basınçta bulunur..

Bu koşullar altında, bileşiğin, sıcaklık ve basınçta minimum değişikliklerle kaynaması, katılaşması ve erimesi gözlenmiştir..

Benzen üçlü nokta

Sikloheksana benzer bir durumda, benzen (C kimyasal formülü ile organik bileşik6'H6) kolayca laboratuarda üçlü nokta koşullarını çoğalttı.

Değerleri 278,5 K ve 4,83 kPa'dır, bu nedenle başlangıçta bu bileşenle deneme yapmak yaygındır..

referanslar

  1. Vikipedi. (N.D.). Vikipedi. En.wikipedia.org sitesinden alındı
  2. Britannica, E. (1998). Ansiklopedi Britannica. Britannica.com sitesinden alındı
  3. Güç, N. (s.f.). Nükleer Enerji Nuclear-power.net sitesinden alındı
  4. Wagner, W., Saul, A. ve Prub, A. (1992). Erime ve Sıradan Suların Süblimasyon Eğrisi Üzerindeki Basınç İçin Uluslararası Denklemler. Bochum.
  5. Penoncello, S.G., Jacobsen, R.T., & Goodwin, A.R. (1995). Sikloheksan için Termodinamik Özellik Formülasyonu.