Kolmipisteen

Kolmipiste (kolmipisteen) on termodynamiikan käsite, jolla tarkoitetaan tilaa, jossa kiinteä, neste ja kaasu voivat olla samanaikaisessa tasapainossa tietyn lämpötilan ja paineen alaisena. Tässä tilassa kolme faasia voivat esiintyä yhtäaikaisesti, ja niiden välisillä rajaviivoilla on yhteinen leikkauspiste.

Kolmipiste on ominainen puhtaalle aineelle; kullekin aineelle määritellään sen kolmipisteen lämpötila Ttp ja paine Ptp. Näin muodostuu piste P–T-diagrammissa, jossa kiinteän–nesteen, nesteen–kaasun ja kiinteän–kaasun rajat kohtaavat. Esimerkki: veden kolmipiste on lämpötilassa 0,01 °C ja paineessa 611,657 Pa.

Historiallisesti veden kolmipisteen arvo toimi kelvinin määritelmän perusta, ja sitä käytettiin tarkkoihin lämpötilakalibrointeihin. Nykyään kelvinin määritelmä perustuu fundamentaalisiin luonnonvakioihin, mutta veden kolmipiste säilyttää roolinsa korkean tarkkuuden fixed-point -kalibroinnissa ja tiukkojen lämpötilan mittausmenetelmien referenssimerkintänä.

Rajoitteet: epäpuhtaudet voivat muuttaa kolmipisteen tasapainoa siten, että kolmipiste ei ole enää yksi piste vaan alue, ja joillakin aineilla kolmoispaine voi olla niin pieni tai suurehko, että kolmen faasin tasapainon saavuttaminen on käytännössä haastavaa. Joillakin aineilla koostumuksen monimutkaisuus tai hajoaminen voi estää selkeän kolmipisteen muodostumisen.

Kolmipiste on keskeinen käsite faasidiagrammeissa ja termodynamiikassa, ja se auttaa kuvaamaan aineiden tilojen rajapintoja ja faasimuutosten potentiaalia.