Kolmoispiste

Kolmoispiste on aineen tietyssä lämpötilassa ja paineessa tila, jossa aineen kolme olomuotoa (kiinteä, neste, kaasu) ovat tasapainossa, eli järjestelmän kaikki aine on mahdollista muuttaa kiinteäksi, nesteeksi tai kaasuksi erittäin pienellä paineen tai lämpötilan muutoksella.

Veden kolmoispiste 

Veden kolmoispiste on lämpötilassa 273,16 K (0,01 °C) ja paineessa 611,73 Pa (noin 0,006 bar). Normaalipaineessa veden sulamispiste on 0 °C, mutta paineen laskiessa siitä se aavistuksen kasvaa tuohon pisteeseen asti. Normaalipaineessa veden kiehumispiste on 100 °C, mutta paineen laskiessa se vähenee, joten tyhjiötä lähellä olevassa noin 0,006 ilmakehän paineessa kiehumispiste on sama kuin sulamispiste, 0,01 °C. Ylempi kuvaaja ei siis vastaa veden käyttäytymistä, vain alempi.

Kolmoispistettä alemmissa paineissa jää muuttuu suoraan höyryksi ja päinvastoin: nestemäistä vettä ei ole.

Veden kolmoispisteen lämpötilaa on käytetty celsius- ja kelvinasteikkojen määrittelyyn. Vuonna 1954 kymmenes yleinen paino- ja mittakonferenssi määritteli kelvinasteikon niin, että veden kolmoispiste oli tarkalleen 273,16 °K. Myöhemmin kelvinasteen nimi lyhennettiin muotoon kelvin ja tunnus muotoon K. Vuonna 2018 kelvin kuitenkin määriteltiin uudelleen Boltzmannin vakion avulla, eikä määritelmä näin ollen enää perustu veden kolmoispisteeseen.

Kolmoispisteen lämpötila saadaan aikaan käyttämällä kolmoispistekalibraattoria. Laite koostuu sisäkkäisistä astioista. Sisin astia on mittauskammio, jonka lämpötila asettuu kolmoispisteeseen. Sen ulkopuolella on astia, joka on mittaustilanteessa osittain jäätyneenä, osittain nesteenä ja osittain pelkän vesihöyryn täyttämä. Kaikkein uloimpana on lämpöeriste. Kalibraattori pystyy pitämään yllä kolmoispistelämpötilaa muutamia tunteja sen jälkeen, kun siitä ensin on poistettu kaikki ilma. Vesi on sen jälkeen jäädytetty ja osittain sulatettu, minkä jälkeen lämpötila hakeutuu kolmoispisteeseen.

Katso myös
 Kriittinen piste (termodynamiikka)

Lähteet

Termodynamiikka