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Triplo punto d'acqua

diagramma di fase semplificato dell'acqua

The  triple point of water and how to move around this point is a dovere in engineering (I had a recent conversation where obviously it was not known… so here is a divertimento Riepilogo illustrato, motivo per cui si trova nella sezione "divertimento" anziché in quella delle tecnologie). Un'informazione indispensabile.

La maggior parte delle persone apprende il comportamento dell'acqua solo a livello quotidiano: riscaldando il ghiaccio, questo si scioglie trasformandosi in acqua liquida; riscaldando quest'ultima, si trasforma in vapore bollente: una progressione semplice e lineare che la maggior parte di noi considera esaustiva; questa è solo la linea orizzontale rossa nel diagramma sottostante, che si muove da sinistra a destra.

Ma in determinate condizioni, questa sequenza ordinata si interrompe completamente. Ad una temperatura di 0,01 °C (273,16 K) e a pressione A una pressione di soli 611,657 pascal, pari a circa lo 0,6% della normale pressione atmosferica, l'acqua raggiunge quello che viene chiamato il suo punto triplo, dove ghiaccio, acqua liquida e vapore acqueo coesistono in un equilibrio stabile, senza che nessuna fase prevalga sulle altre. A questo punto, le molecole si congelano, si fondono, evaporano e si condensano simultaneamente, eppure le quantità relative di ciascuna fase rimangono perfettamente costanti, anziché collassare in un unico stato.

Questa non è solo una curiosità scientifica:

  • In ambito scientifico, poiché il punto triplo si verifica a una temperatura e pressione precise e riproducibili, è servito come punto di riferimento fisso per definire le scale di temperatura, con 273,16 K che un tempo rappresentava la definizione letterale del kelvin prima della ridefinizione del 2019 basata sulla costante di Boltzmann.
  • it also permits to move from one state to another, at low pressure, without passing necessary in the liquid phase, with many industrial applications (ex.: sublimation used in the liofilizzazione -freeze drying-).

Ciò si traduce nell'utilissimo diagramma di fase dell'acqua, come illustrato all'inizio di questo articolo. (fonte: Wikipedia, di “Cmglee” sotto CC BY-SA 3.0):

E l'esperienza correlata in cui tutte e 3 le fasi coesistono:

 

Consultare l'articolo completo di Wikipedia, in particolare la tabella dei punti tripli per materiali diversi dall'acqua: https://en.wikipedia.org/wiki/Triple_point

Argomenti trattati: Punto triplo, Acqua, Diagramma di fase, Equilibrio, Sublimazione, Liofilizzazione, Temperatura, Pressione, Kelvin, Comportamento molecolare, Stati della materia, Applicazioni industriali, Punto di ancoraggio fisso, Condizioni riproducibili, Curiosità scientifica, Evaporazione, Condensazione, ISO 9001, ASTM D 1160, ISO 17025, ASTM E2877 e ISO 8601.

Contesto storico

1860
1861
1865
1869
1871
1876
1877
1859
1861
1865
1868
1870
1873
1877
1880

(se la data è sconosciuta o non rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

decimo anno anniversario

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