Điểm ba trạng thái

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia

Trong vật lý, điểm ba trạng thái của một chất là nhiệt độ và áp suất mà ở đó ba pha của chất đó (khí, lỏng, rắn) có thể cùng tồn tại trong cân bằng nhiệt động lực học.

Ví dụ, điểm ba trạng thái đối với thủy ngân có nhiệt độ -38,8344 °C và áp suất 0,2 mPa.

Điểm ba trạng thái của nước được sử dụng để định nghĩa kelvin (tức độ K), đơn vị của nhiệt độ nhiệt động lực học trong hệ đo lường quốc tế. Con số được đưa ra cho nhiệt độ của điểm ba trạng thái của nước là một định nghĩa khoa học hơn là một đại lượng được đo.

[sửa] Điểm ba trạng thái của nước

Tổ hợp đơn giản của nhiệt độ và áp suất ở đó nước, nước đá và hơi nước có thể cùng tồn tại trong trạng thái cân bằng diễn ra ở chính xác 273,16 K (0,01 °C) và áp suất 611,73 pascal (khoảng 6 miliba). Tại điểm này, nó có thể thay đổi toàn bộ chất này (H₂O) thành nước đá hay nước hoặc hơi nước bằng cách tạo ra sự thay đổi rất nhỏ về áp suất và nhiệt độ. (Lưu ý rằng áp suất ở đây là áp suất của hơi nước, không phải tổng áp suất của toàn bộ hệ thống này.)

Ở nhiệt độ cao hơn, việc tăng áp suất sẽ tạo ra đầu tiên là nước ở trạng thái lỏng và sau đó là nước ở trạng thái rắn. Ở nhiệt độ thấp, trạng thái lỏng giảm đi để chuyển trực tiếp từ trạng thái hơi sang trạng thái rắn. Điểm ba trạng thái là nhiệt độ thấp nhất, cho bất kỳ giá trị nào của áp suất, ở đó trạng thái lỏng được chuyển qua.

Với một áp suất cố dịnh lớn hơn điểm ba trạng thái, nước đá phải chuyển trạng thái từ rắn sang trạng thái lỏng và sau đó là hơi nước. Với áp suất nhỏ hơn của điểm ba trạng thái, chẳng hạn như trong khoảng không vũ trụ với áp suất cực thấp, nước lỏng không thể tồn tại; nước đá bỏ qua giai đoạn lỏng mà trở thành hơi nước khi bị đốt nóng, trong một quá trình gọi là thăng hoa.