三重点

一般小学生

まとめ

【定義】 物質の固体・液体・気体の3つの相(状態)が熱力学的な平衡状態で共存する、特定の温度と圧力の点。

まとめ

三重点は、状態図(相図)において蒸気圧曲線、融解曲線、昇華曲線が一点に交わる座標である。この点においては3つの相が共存し、物質固有の定数となる。

解説

物質の状態は、温度と圧力の条件によって固体、液体、気体のいずれかをとる。これを示したのが状態図である。三重点では、これら3つの相が互いに変化(相転移)しながらも、全体としての割合が変化しない平衡状態にある。水の三重点は、温度273.16K(0.01℃)、圧力611.657Pa(約0.006気圧)である。かつてケルビン(絶対温度)の定義はこの水の三重点を基準としていた。三重点より低い圧力下では、物質は液体状態を経由せずに固体から直接気体へと昇華する。例えば、二酸化炭素の三重点は約5.1気圧であるため、我々の住む1気圧の環境下では、ドライアイス(固体)は液体にならず直接気体へと変化する。

小学生のみなさんへ

水はこおると「氷(こたい)」になり、あたためると「湯気(きたい)」になります。ふつう、氷と水と湯気がいっしょにずっと残っていることはありません。でも、とくべつな温度と、空気の力をうまく調整すると、この3つがなかよく同時にまざりあって存在する場所があります。これを「三重点」といいます。水の場合、温度が0.01度で、空気がすごくうすいときにこの不思議な現象がおこるんだよ。

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