三相點

利用熱力學公式繪製二氧化碳的相圖(上)

利用熱力學公式繪製二氧化碳的相圖(上)
國立臺灣師範大學化學系兼任教師邱智宏

高中化學課程介紹純物質的相圖(phase diagram)時,均以大家耳熟能詳的「水」開始,探討其在不同溫度、壓力下的狀態變化。究其原因主要為水對生物體及自然界至為重要,而且在日常生活中每天都會接觸到,其三態的變化也易以觀察。

唯,水的相圖並非常態,而是少數的例外,大多數物質的相圖和水的長相不同。另外,有些純物質的某些狀態在常溫、常壓下並不存在,學生可能誤以為無此狀態,因此若能以二氧化碳作為介紹常態相圖的起點,不失為一種變通的方式。

水的三相點不止一個

水的三相點不止一個
國立臺灣師範大學化學系兼任教師邱智宏

高中化學課程介紹相圖(phase diagram)時,常以大家耳熟能詳的「水」開始,探討其在不同溫度、壓力下的狀態變化。然而水的相圖,卻非常態,而是少數的例外,大多數純物質的相圖和水的長相不同,因此如何理解其不同的原因,便顯得格外重要。另外,水在高壓時的相圖卻甚少提到,其性質與低壓的情況是否相同?有没有 $$100^\circ C$$ 的冰?水的三相點僅有一個嗎?

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 $$0.2~MPa$$。