Q & A: wat gebeurt er bij een tripelpunt?

Dat is een goede vraag… De algemene regel is dat bij een vaste temperatuur en druk het materiaal in een vorm terechtkomt die de laagste vrije energie, “G”, oplevert. Bij het drievoudig punt hebben vloeistof, vaste stof en gas dezelfde G per molecuul. Dus dat maakt de vraag een beetje lastig.

Zelfs bij een gewoon overgangspunt van twee fasen is het een soort toeval van de voorgeschiedenis hoeveel thermische energie (of beter gezegd enthalpie) er toevallig in het materiaal zit, en dat bepaalt de fractie van de moleculen in elk van de twee fasen. Gegeven die historisch bepaalde fractie, kan er een gering extern effect zijn dat bepaalt welk deel waar is. Bijvoorbeeld, bij water op aarde zorgt de zwaartekracht ervoor dat het vaste deel bovenaan komt te liggen omdat het iets minder dicht is. Als alle andere dingen gelijk zijn, kan de totale vrije energie echter iets worden verlaagd door het hele materiaal uit de ene of de andere fase te laten bestaan. Dat komt omdat er wat extra vrije energie aan het oppervlak is, dezelfde energie die de oppervlaktespanning veroorzaakt. Dus als op de een of andere manier het materiaal allemaal in de ene of de andere fase komt, zal dat zo blijven zolang het zich op het faseovergangspunt bevindt.

Tijdens de periode waarin meer dan één fase aanwezig is, kunnen individuele moleculen de vloeistof verlaten en naar de vaste stof gaan en vice versa. Het evenwicht tussen beide wordt slechts gehandhaafd als een soort statistisch gemiddelde van de fluctuaties van die individuele moleculen.

Het tripelpunt is ingewikkelder, want zelfs als je bijvoorbeeld hebt opgegeven dat de enthalpie gewoon de waarde is die de vloeistof zou hebben, zou je dezelfde waarde kunnen krijgen door een deel in vaste stof om te zetten (lagere enthalpie) en een deel in gas (hogere enthalpie). We hebben echter nog steeds de algemene regel dat het wat G kost om een oppervlak tussen twee verschillende fasen te maken. Dus in dat geval zou het materiaal de neiging moeten hebben om slechts twee fasen te vormen voor elke bepaalde waarde van de enthalpie, om die oppervlakte-G te minimaliseren.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *