Enzo Rocha Fotografia: Ponto triplo

quinta-feira, 23 de julho de 2020

Ponto triplo

Definição

Ponto triplo é a temperatura e a pressão particulares em que as fases sólida, líquida e gasosa de uma dada substância estão todas em equilíbrio entre si. É um caso específico de equilíbrio termodinâmico de fase.

A temperatura e a pressão na qual uma substância pode existir em equilíbrio nos estados líquido, sólido e gasoso.

O ponto triplo da água pura é de 0,01 graus Celsius e 4,58 milímetros de mercúrio e é usado para calibrar termômetros.

Na termodinâmica, o ponto triplo de uma substância é a temperatura e a pressão na qual as três fases (gás, líquido e sólido) dessa substância coexistem em equilíbrio termodinâmico.

O termo “ponto triplo” foi inventado por James Thomson em 1873.

Qual é o ponto triplo?

Em um diagrama de fases, um ponto triplo é o local em que uma substância existe simultaneamente como um sólido, um líquido e um gás.

Com base na pressão e temperatura atmosféricas, os pontos triplos têm valores muito específicos e existem em equilíbrio.

Embora tenham relativamente poucas aplicações práticas, os pontos triplos informam aos cientistas informações sobre o comportamento de uma substância e são usados para calibrar precisamente os termômetros.

Um diagrama de fases é mais frequentemente usado na termodinâmica para indicar as condições necessárias para a transição de uma substância entre seus três estados: sólido, líquido e gás.

Esses diagramas são semelhantes a um gráfico, com a temperatura listada ao longo do eixo x e, geralmente, a pressão listada ao longo do eixo y. Para substâncias unárias ou simples, de um componente, como a água, as linhas no diagrama formam um formato Y. Cada uma das três linhas do Y indicará um estado e onde as três conexões são o ponto triplo.

Uma substância pode existir facilmente em um estado ou até dois em uma faixa de temperaturas. Por exemplo, a água abaixo de 0° C existe como gelo, um sólido.

Aqueça o gelo acima do seu ponto de congelamento e ele começará a derreter, existindo como sólido e líquido. Por outro lado, a água acima de 0° C está no estado líquido. Aqueça e o vapor é liberado, permitindo que ele exista como gás e líquido.

Embora a existência em um ou dois estados possa ocorrer em uma faixa de temperaturas, a existência nos três estados ao mesmo tempo requer condições muito restritivas e, portanto, é vista apenas em circunstâncias específicas.

Por exemplo, o ponto triplo da água ocorre a uma temperatura de 0,01° C e a uma pressão de 0,006 atmosfera (atm).

Como os pontos triplos são muito limitantes, eles geralmente são vistos apenas em sistemas fechados.

O ponto triplo da água, no entanto, tem uma aplicação prática fora de um sistema fechado. É seu ponto triplo que permite que os patinadores deslizem pelo gelo.

A pressão do peso corporal de um skatista na lâmina única de seus patins aumenta a temperatura do gelo apenas o suficiente, enquanto exerce pressão suficiente, para atingir o ponto triplo da água e permitir que o skatista se mova pela superfície do líquido enquanto vapor também está sendo lançado.

Outra aplicação prática de pontos triplos está na calibração de termômetros.

Usando uma célula que pode conter água ou nitrogênio líquido e mantendo uma temperatura constante nessa célula por um período fixo de tempo, um cientista pode determinar a leitura exata da temperatura necessária para um termômetro preciso. Embora existam muitos métodos para calibrar termômetros, a calibração usando pontos triplos geralmente é considerada a mais precisa.

Liofilização

Uma das ações principais na liofilização é o ponto triplo.

As pessoas estão um pouco confusas com a forma como isso acontece e por que, e também há um equívoco de que isso é sublimação.

O fato é que o ponto triplo é um estágio que você deve alcançar para iniciar a fase de sublimação.

A sublimação é a transição de uma substância diretamente da fase sólida para a fase gasosa sem passar pela fase líquida intermediária.

Ponto Triplo Explicado:

Em física e química, o ponto triplo de uma substância é a temperatura e a pressão nas quais três fases (gás, líquido e sólido) dessa substância podem coexistir em equilíbrio termodinâmico.

Ponto triplo da água:

Explicação científica: A combinação única de pressão e temperatura na qual água pura, gelo puro e vapor de água puro podem coexistir em um equilíbrio estável ocorre a exatamente 0,01° C e uma pressão de 611,73 pascal (ca. 6.1173 milibares, 0,0060373057 atm).

Simplificando, o ponto triplo da água é a única temperatura na qual a água pode existir nos três estados da matéria; sólido (gelo), líquido (água) e gás (vapor de água).

Esta temperatura é de 0,01° C.

Nesse ponto, é possível mudar toda a substância para gelo, água ou vapor, fazendo alterações infinitamente pequenas na pressão e temperatura.

Ponto triplo