نقطه ســـه گانه آب

[parichehr]

نقطه سه گانه آب نقطه ثابتی است که در آن یخ ، آب و بخار آب با هم در حال تعادل قرار دارند. این حالت فقط در فشار معینی حاصل می‌شود و یگانه است. فشار بخار آب در نقطه سه گانه 4.58 میلیمتر جیوه است. دما در این نقطه استاندارد ، به دلخواه مساوی با 273.16 درجه کلوین اختیار می‌شود.

مقدمه

برای ساختن وسیله‌ای برای اندازه گیری دما ، هر نوع انتخاب ماده و خاصیت دماسنجی ، همراه با رابطه مفروض بین خاصیت و دما، منجر به یک مقیاس دمایی خاص می‌شود که اندازه گیری‌های آن الزاما با اندازه گیری‌های حاصل از هر مقیاس دمایی دیگری که به صورت مستقل تعریف شده است، توافق نخواهد داشت. برای جلوگیری از این آشفتگی یک مقیاس جهانی برای درجه بندی ارائه می‌شود. در این مقیاس برای درجه بندی دماسنجی ، یک نقطه ثابت استانداردی نیاز است که در آن تمام دماسنجها دمای یکسانی را برای آن نقطه نشان دهند. به این ترتیب یک هماهنگی میان ابزارهای اندازه گیری دما حاصل می‌شود. این نقطه ثابت همان نقطه سه گانه آب است.

روشهای اندازه گیری دما

برای سنجش دما دو روش وجود دارد. در روش اول دو دمای از پیش تعین شده در نظر می‌گیریم و دمای مجهول را با احتساب مقادیر دماهای معلوم بدست می‌آوریم. به عنوان مثال دمای نقطه ذوب یخ را صفر درجه و دمای نقطه جوش متعارف آب را 100درجه سانتیگراد انتخاب می‌کنند و فاصله بین این دو نقطه را روی دماسنج به صد قسمت مساوی تقسیم کرده و هر کدام را یک درجه سانتی‌گراد می‌نامند. این نوع مدرج کردن دماسنجها را روش صد تقسیمی می‌گویند که اصول دماسنجی معمولی را تشکیل می‌دهد.

روش دوم که از سال 1954به بعد معمول شد و امروزه نیز از آن استفاده می‌شود، روش جدیدی است. در این روش پیشنهاد می‌شود که انتخاب فقط یک دمای از پیش تعریف شده تحت عنوان دمای استاندارد کافی است. این دمای منحصر به فرد که در همه جا قابل دسترسی است و البته مستقل از شرایط اقلیمی می‌باشد، دمای نقطه سه گانه آب است.

تعیین دمای نقطه سه گانه آب

اولین بار وسیله‌ای که برای تعیین نقطه سه گانه آب بکار رفت، ظرف شیشه‌ای U شکلی بود که در این ظرف ابتدا آبی با درجه خلوص بالا قرار داده می‌شود. سپس برای این که بخار به میزان معین در داخل ظرف تشکیل شود، آن را به یک پمپ تخلیه متصل می‌کنند. البته در غیاب پمپ نیز همیشه از طریق تبخیر سطحی ، مقداری بخار در بالای آب وجود دارد. منتها بخار غیر اشباع بوده و دارای فشار مورد نظر نمی‌باشد. وقتی هوای داخل لوله تخلیه شود، عمل تبخیر تسریع می‌شود و در مدت اندکی به میزان زیاد بخار در ظرف بوجود می‌آید.

این عمل تا زمانی ادامه پیدا می‌کند که فشار بخار موجود در بالای آب به 612 پاسکال برسد. پس از وصول این حالت عمل تخلیه قطع می‌شود. برای این که حالت

سوم یعنی یخ در ظرف بسته فوق حاصل شود، قطعات یخی در شکم ظرف تعبیه می‌کنند. پس اگر به سیستم فرصت بدهیم، بتدریج لایه نازکی از یخ در جدار داخل آن تشکیل می‌شود. پس از آن که به میزان قابل ملاحظه‌ا‌‌ی ، یخ در داخل ظرف تشکیل شد، قطعه یخ‌های بیرونی را کنار می‌گذاریم. تا زمانی که در داخل این ظرف یخ ، آب و بخار آب وجود دارد و اندازه هیچ کدام فزونی نمی‌یابد، دمای داخل ظرف طبق تعریف دمای نقطه سه گانه است.


برگرفته از دانشنامه رشد