三相點

三相點(Triple Point)
國立彰化高級中學賴文哲教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

三相點是指一種物質在某一個溫度和壓力的數值時，可使其三相（氣相，液相，固相）同時存在。但三相共存不一定就是三相點，所以更嚴格的說是密閉系統中，ㄧ種物質三相可以互相達到平衡的唯一溫度及壓力。舉例來說，水的三相點在 $$0.0098^\circ C~(273.1598~K)$$ 及$$611.73~Pa$$（約 $$0.0060373057$$ 大氣壓）；而汞的三相點是在 $$-38.8344^\circ C$$ 及 $$0.2~MPa$$。

水有一個特別的相圖，當水，冰，和水蒸汽三相可以共存於一個穩定的平衡，壓力和溫度任意小的變化，都會改變其狀態。當壓力升高，熔點隨之降低而沸點隨之升高直到臨界點。在壓力高於三相點的壓力時，狀態隨溫度升高，以固、液、氣體作變化。在壓力低於三相點的壓力時，例如外太空中的壓力是接近零，液體水不能存在，溫度改變時，冰跳過液體階段，直接昇華成為蒸汽。

請注意，即使總的系統壓力，遠高於 $$611.73~pascals$$ （例如在正常的一大氣壓力），如果局部的水蒸汽壓是 $$611.73~pascals$$，系統仍然可以到達三相點。

三相點可用來作為制定克氏溫標的標準，也可作為校準溫度計的標準。三相點瓶通常是充滿了一種高純度的物質，如氫、氬、汞、或水（取決於所期望的溫度），純度達到 $$99.9999\%$$。可有效地做到高精確度，重複性佳的溫度測量。一個國際溫度校準標準(ITS-90)即是依靠氫氣，霓虹光管，氧氣，氬氣，汞和水的三相點溫度來劃定 $$6$$ 個標準溫度點。

參考資料

1. http://en.wikipedia.org/wiki/Triple_point