¿Qué es el punto triple?

En un diagrama de fase, un punto triple es el lugar donde una sustancia existe simultáneamente como un sólido, un líquido y un gas. Basado en la presión atmosférica y la temperatura, los puntos triples tienen valores muy específicos y existen en equilibrio. Aunque tienen relativamente pocas aplicaciones prácticas, los puntos triples sí brindan información a los científicos sobre el comportamiento de una sustancia y se utilizan para calibrar con precisión los termómetros.

Un diagrama de fase se usa con mayor frecuencia en termodinámica para denotar las condiciones necesarias para una transición de una sustancia entre sus tres estados: sólido, líquido y gaseoso. Estos diagramas se parecen a un gráfico, con la temperatura listada a lo largo del eje xy, generalmente, la presión listada a lo largo del eje y. Para sustancias unitarias o simples de un componente, como el agua, las líneas en el diagrama forman una forma de Y. Cada una de las tres líneas de Y denotará un estado, y donde las tres se conectan es el punto triple.

Una sustancia puede existir fácilmente en un estado o incluso dos en un rango de temperaturas. Por ejemplo, el agua a menos de 32 ° F (0 ° C;) existe como hielo, un sólido. Calentar el hielo por encima de su punto de congelación, y comienza a derretirse, existiendo tanto como sólido como líquido. Por el contrario, el agua por encima de 32 ° F (0 ° C;) está en estado líquido. Caliéntelo y se libera vapor, lo que le permite existir como un gas y un líquido.

Aunque existir en uno o dos estados puede ocurrir en un rango de temperaturas, existir en los tres estados al mismo tiempo requiere condiciones muy limitantes y, por lo tanto, solo se ve en circunstancias específicas. Por ejemplo, el punto triple del agua ocurre a una temperatura de 32.018 ° F (0.01 ° C) y una presión de 0.006 atmósfera (atm). Como los puntos triples son tan confinados, generalmente solo se ven en sistemas cerrados.

Sin embargo, el triple punto del agua tiene una aplicación práctica fuera de un sistema cerrado. Es su punto triple que permite a los patinadores de hielo deslizarse a través del hielo. La presión del peso corporal de un patinador sobre la pala de sus patines aumenta la temperatura del hielo lo suficiente, mientras ejerce la presión suficiente, para alcanzar el punto triple del agua y permitir que el patinador se mueva a través de la superficie del líquido mientras el vapor También se está lanzando.

Otra aplicación práctica de los puntos triples es la calibración de termómetros. Utilizando una celda que puede contener agua o nitrógeno líquido y manteniendo una temperatura constante en esa celda durante un período de tiempo fijo, un científico puede determinar la lectura exacta de temperatura necesaria para un termómetro preciso. Aunque existen muchos métodos para calibrar los termómetros, la calibración con puntos triples generalmente se considera la más precisa.