ال نقطة ثلاثية يُعدّ فهم كيفية التعامل مع الماء وكيفية تجاوز هذه النقطة أمرًا ضروريًا في الهندسة (أجريتُ مؤخرًا محادثةً كان من الواضح فيها عدم معرفة ذلك، لذا إليكم شرحًا). هزار ملخص مصور، وهذا هو سبب وجوده في قسم "المرح" بدلاً من قسم التقنيات). معلومة لا بد من معرفتها.
معظم الناس لا يتعلمون عن سلوك الماء إلا على المستوى اليومي: تسخين الجليد فيذوب إلى ماء سائل، تسخين هذا السائل فيغلي إلى بخار - وهو تسلسل بسيط وخطي يعتبره معظمنا القصة الكاملة؛ هذا مجرد الخط الأفقي الأحمر في الرسم البياني أدناه، يتحرك على الخط من اليسار إلى اليمين.
لكن في ظل مجموعة محددة للغاية من الظروف، ينهار هذا التسلسل المنظم تمامًا. عند درجة حرارة 0.01 درجة مئوية (273.16 كلفن) و ضغط عند ضغط لا يتجاوز 611.657 باسكال - أي ما يعادل 0.6% من الضغط الجوي الطبيعي - يصل الماء إلى ما يُسمى بالنقطة الثلاثية، حيث يتواجد الجليد والماء السائل وبخار الماء في آنٍ واحد، في حالة توازن مستقر، دون أن يطغى أي منها على الآخر. تتجمد الجزيئات عند هذه النقطة باستمرار، وتنصهر، وتتبخر، وتتكثف في آنٍ واحد، ومع ذلك تبقى النسب النسبية لكل حالة ثابتة تمامًا بدلًا من أن تندمج في حالة واحدة.
هذا ليس مجرد فضول علمي:
- في العلوم، ولأن النقطة الثلاثية تحدث عند درجة حرارة وضغط دقيقين وقابلين للتكرار، فقد كانت بمثابة نقطة ارتكاز ثابتة لتحديد مقاييس درجة الحرارة، حيث كانت 273.16 كلفن بمثابة التعريف الحرفي للكلفن قبل إعادة التعريف في عام 2019 بناءً على ثابت بولتزمان.
- كما يسمح بالانتقال من حالة إلى أخرى، عند ضغط منخفض، دون المرور الضروري في الحالة السائلة، مع العديد من التطبيقات الصناعية (على سبيل المثال: التسامي المستخدم في التجفيف بالتجميد -التجفيف بالتجميد-).
يتحول ذلك إلى مخطط الطور المفيد للغاية للماء (المصدر: ويكيبيديا، بواسطة "Cmglee" بموجب ترخيص CC BY-SA 3.0):
والتجربة ذات الصلة حيث تتعايش المراحل الثلاث جميعها:
راجع مقالة ويكيبيديا الكاملة، وخاصة جدول النقاط الثلاثية الخاص بالمواد الأخرى غير الماء: https://en.wikipedia.org/wiki/Triple_point
