Triple PointFigure 1Triple point is

Triple Point


Figure 1
Triple point is the intersection on a phase diagram where three phases coexist in equilibrium. The most important application of triple point is water, where the three-phase equilibrium point consists of ice, liquid, and vapor. Before discussing triple point further, a basic understanding of the lines from Figure 1, the phase diagram of water, are first considered.
Take the line TC which gives the vapor pressure of liquid water up to the critical point C. Along this line, liquid and vapor coexist in equilibrium. At temperatures higher than that of point C, condensation does not occur at any pressure.
The line TA represents the vapor pressure of solid ice, which is a plot of the temperatures and pressures at which the solid and vapor are in equilibrium. Finally, line TB gives the melting point of ice and liquid water. The plot shows the temperatures and pressures at which ice and liquid water are in equilibrium.
(Note: At the dashed line TD, liquid water can be cooled below the freezing point to give supercooled water.)
The preceding paragraphs show that two phases are in equilibrium along the three solid lines. But when these lines intersect at one point C, three phases coexist in equilibrium. This intersection is the triple point, where a substance may simultaneously melt, evaporate, and sublime.

Example Problems involving the Triple Point of Water
Problem 1: Temperature vs. Pressure

Figure 2
Given the phase diagram for water above, what happens to the melting point as you increase pressure?
The figure shows that as the pressure increases, the melting point increases to a maximum at the triple point. We know the temperature at this point to be zero Celsius, which is the melting point of water.
Describe the changes that occur as a result of moving across the line from point 1 to point 2. and from point 1 to point 3.
In order to get to point 2, the temperature must decrease, while the pressure must increase to reach point 3. However, both process crosses the liquid-vapor equilibrium line in the direction of condensation from vapor to liquid.
Problem 2: Gibbs Phase Rule

Figure 3
Consider the pressure-temperature phase diagram for water of Figure 2. Apply the Gibbs Phase Rule to specify the number of degrees of freedom at the triple point C.
This problem calls for the Gibbs Phase Rule, which is
P + F = C + N
For this system, N=2 since temperature and pressure are the only noncompositional variables. The number of components C is 1 because the system consists of solely water. The phase rule then becomes
P + F = 1 + 2
since we are solving for F, the equation reduces to
F = 3 - P
Applying this point to the triple point, the number of phases present P is 3, which makes F = 0.
Now consider the points A and B, find the degrees of freedom, then compare it to point C.
The phase rule F = 3 - P remains the same since it is the same system. At point A, only a single phase is present, so P=1. The number of degrees of freedom, F=2. At point B, which is the boundary between liquid and vapor phases, two phases are in equilibrium, making F = 1.
From these results we can conclude that at the triple point, where F = 0, we have no choice in the selection of externally controllable variables in order to define the system.
by Grace Gamboa 4/28/96

Hasil (Bahasa Indonesia) 1:

Titik tripelGambar 1Titik tripel adalah persimpangan pada diagram fase yang mana tiga fase hidup berdampingan dalam kesetimbangan. Aplikasi paling penting titik tripel adalah air, di mana titik keseimbangan tiga fase terdiri dari es, cair, dan Uap. Sebelum membahas titik tripel selanjutnya, pemahaman dasar tentang garis dari gambar 1, diagram fase dari air, pertama kali dianggap.Mengambil garis TC yang memberikan tekanan uap air hingga titik kritis C. sepanjang baris ini, cair, dan uap hidup berdampingan dalam kesetimbangan. Pada suhu yang lebih tinggi dari titik C, kondensasi tidak terjadi di setiap tekanan.Garis TA mewakili tekanan uap es padat, yang merupakan sebidang suhu dan tekanan yang padat dan uap dalam keseimbangan. Akhirnya, line TB memberikan titik lebur es dan air cair. Plot menunjukkan suhu dan tekanan di mana es dan air berada dalam kesetimbangan.(Catatan: pada garis putus-putus TD, air dapat didinginkan di bawah titik beku untuk memberikan supercooled air.)Ayat-ayat sebelumnya menunjukkan bahwa dua fase dalam kesetimbangan sepanjang tiga garis yang solid. Tapi ketika garis-garis ini berpotongan pada satu titik C, tiga fase hidup berdampingan dalam kesetimbangan. Persimpangan ini adalah titik tripel, dimana zat yang mungkin secara bersamaan mencair, menguap dan luhur.Contoh masalah yang melibatkan titik tripel airSoal 1: Suhu vs tekananGambar 2Mengingat diagram fase di atas air, apa yang terjadi pada titik lebur ketika Anda meningkatkan tekanan?Gambar menunjukkan bahwa sebagai tekanan meningkat, titik lebur meningkatkan maksimum di titik tripel. Kita tahu suhu saat ini harus nol Celcius, yang merupakan titik lebur air.Menggambarkan perubahan-perubahan yang terjadi sebagai akibat dari bergerak di seluruh baris dari titik 1 untuk poin 2. dan dari ayat 1 menunjuk 3.Untuk mendapatkan poin 2, suhu harus turun, sementara tekanan harus meningkatkan untuk mencapai titik 3. Namun, proses kedua melintasi garis keseimbangan cairan-uap ke arah kondensasi dari uap untuk cairan.Masalah 2: Gibbs fase aturanGambar 3Pertimbangkan diagram fase tekanan-temperatur air gambar 2. Menerapkan aturan fase Gibbs untuk menentukan jumlah derajat kebebasan di C. titik tripelMasalah ini panggilan untuk aturan fase Gibbs, yangP + F = C + NUntuk sistem ini, N = 2 karena suhu dan tekanan variabel hanya noncompositional. Jumlah komponen C adalah 1 karena sistem terdiri dari semata-mata air. Aturan fase kemudian menjadiP + F = 1 + 2karena kita memecahkan untuk F, persamaan mengurangiF = 3 - PMenerapkan titik ke titik tripel, jumlah fase hadir P adalah 3, yang membuat F = 0.Sekarang mempertimbangkan jalur A dan B, menemukan pada derajat kebebasan, kemudian membandingkannya dengan titik C.Aturan fase F = 3 - P tetap sama karena sistem yang sama. Pada titik A, hanya fase tunggal hadir, P = 1 begitu. Jumlah derajat kebebasan, F = 2. Pada titik B, yang merupakan batas antara fase cair dan Uap, dua fase berada dalam keseimbangan, membuat F = 1.Dari hasil ini kita dapat menyimpulkan bahwa pada titik tripel, dimana F = 0, kita tidak punya pilihan dalam pemilihan variabel eksternal dapat dikontrol dalam rangka untuk menentukan sistem.oleh Grace Gamboa 4/28/96

Hasil (Bahasa Indonesia) 2:

Tiga Titik Gambar 1 poin Tiga adalah persimpangan pada diagram fase di mana tiga fase hidup berdampingan dalam keseimbangan. Aplikasi yang paling penting dari triple point air, di mana titik ekuilibrium tiga fase terdiri dari es, cair, dan uap. Sebelum membahas titik tripel lanjut, pemahaman dasar dari garis dari Gambar 1, diagram fase air, yang pertama kali dipertimbangkan. Ambil TC garis yang memberikan tekanan uap air cair ke titik C. kritis Sejalan dengan hal ini, cairan dan hidup berdampingan uap dalam keseimbangan. Pada suhu lebih tinggi dari titik C, kondensasi tidak terjadi pada tekanan apapun. Garis TA merupakan tekanan uap es padat, yang merupakan plot suhu dan tekanan di mana padat dan uap berada dalam kesetimbangan. Akhirnya, garis TB memberikan titik leleh es dan air cair. Plot menunjukkan suhu dan tekanan di mana es dan air cair berada dalam kesetimbangan. (Catatan: Pada garis putus-putus TD, air cair dapat didinginkan di bawah titik beku untuk memberikan air superdingin.) Paragraf sebelumnya menunjukkan bahwa dua fase dalam keseimbangan sepanjang tiga baris yang solid. Tapi ketika garis-garis ini berpotongan pada satu titik C, tiga fase hidup berdampingan dalam keseimbangan. Persimpangan ini adalah titik tripel, di mana suatu zat dapat secara bersamaan meleleh, menguap, dan luhur. Masalah Contoh yang melibatkan Triple Point of Water Soal 1: Suhu vs Tekanan Gambar 2 Mengingat diagram fase air di atas, apa yang terjadi pada titik leleh Anda meningkatkan tekanan? Angka ini menunjukkan bahwa dengan meningkatnya tekanan, titik leleh meningkat hingga maksimum pada titik tripel. Kita tahu suhu pada saat ini menjadi nol Celsius, yang merupakan titik leleh air. Jelaskan perubahan-perubahan yang terjadi sebagai akibat dari bergerak di garis dari titik 1 ke titik 2. dan dari titik 1 ke titik 3. Agar untuk sampai ke titik 2, suhu harus menurun, sementara tekanan harus meningkat untuk mencapai titik 3. Namun, kedua proses melintasi garis kesetimbangan cair-uap ke arah kondensasi dari uap ke cair. Soal 2: Gibbs Tahap Peraturan Gambar 3 Pertimbangkan tekanan-suhu diagram fase air dari Gambar 2. Terapkan Tahap Gibbs Aturan untuk menentukan jumlah derajat kebebasan pada titik C. tiga masalah ini panggilan untuk Gibbs Tahap Rule, yaitu P + F = C + N Untuk sistem ini, N = 2 karena suhu dan tekanan adalah satu-satunya variabel noncompositional. Jumlah komponen C adalah 1 karena sistem terdiri dari semata-mata air. Tahap Aturan kemudian menjadi P + F = 1 + 2 karena kita memecahkan untuk F, persamaan tereduksi menjadi F = 3 - P Menerapkan titik ini ke titik tripel, jumlah fase hadir P adalah 3, yang membuat F = 0 . Sekarang perhatikan titik A dan B, menemukan derajat kebebasan, kemudian membandingkannya dengan titik C. Tahap Aturan F = 3 - P tetap sama karena sistem yang sama. Pada titik A, hanya fase tunggal hadir, sehingga P = 1. Jumlah derajat kebebasan, F = 2. Pada titik B, yang merupakan batas antara cairan dan uap fase, dua fase berada dalam kesetimbangan, membuat F = 1. Dari hasil tersebut dapat disimpulkan bahwa pada titik tripel, di mana F = 0, kita tidak punya pilihan dalam pemilihan eksternal variabel terkendali dalam rangka untuk menentukan sistem. Grace Gamboa 4/28/96