In un diagramma di fase, un punto triplo è il luogo in cui una sostanza esiste contemporaneamente come solido, liquido e gas. In base alla pressione atmosferica e alla temperatura, i punti tripli hanno valori molto specifici ed esistono in equilibrio. Sebbene abbiano relativamente poche applicazioni pratiche, i punti tripli forniscono agli scienziati informazioni sul comportamento di una sostanza e vengono utilizzati per calibrare con precisione i termometri.
Un diagramma di fase è più spesso usato in termodinamica per indicare le condizioni necessarie per una transizione di una sostanza tra i suoi tre stati: solido, liquido e gas. Questi diagrammi sembrano simili a un grafico, con la temperatura elencata lungo l’asse x e, di solito, la pressione elencata lungo l’asse y. Per sostanze unarie, o semplici, monocomponenti, come l’acqua, le linee sul diagramma formano una forma a Y. Ognuna delle tre linee di Y denoterà uno stato e dove le tre si connettono è il punto triplo.
Una sostanza può esistere facilmente in uno stato o anche in due a un intervallo di temperature. Ad esempio, l’acqua sotto i 32°F (0°C;) esiste come ghiaccio, un solido. Riscalda il ghiaccio al di sopra del punto di congelamento e inizia a sciogliersi, esistendo sia come solido che come liquido. Al contrario, l’acqua sopra i 32°F (0°C;) è allo stato liquido. Riscaldalo e il vapore viene rilasciato, permettendogli di esistere sia come gas che come liquido.
Sebbene l’esistenza in uno o due stati possa verificarsi in un intervallo di temperature, l’esistenza in tutti e tre gli stati contemporaneamente richiede condizioni molto confinate e quindi si verifica solo in circostanze specifiche. Ad esempio, il punto triplo dell’acqua si verifica a una temperatura di 32.018°F (0.01°C) e una pressione di 0.006 atmosfere (atm). Poiché i punti tripli sono così confinanti, di solito si vedono solo nei sistemi chiusi.
Il punto triplo dell’acqua, tuttavia, ha effettivamente un’applicazione pratica al di fuori di un sistema chiuso. È il suo punto triplo che consente ai pattinatori di scivolare sul ghiaccio. La pressione del peso corporeo di un pattinatore sulla singola lama dei suoi pattini aumenta la temperatura del ghiaccio quanto basta, esercitando una pressione appena sufficiente, per raggiungere il punto triplo dell’acqua e consentire al pattinatore di muoversi sulla superficie del liquido mentre il vapore viene anche rilasciato.
Un’altra applicazione pratica dei punti tripli è nella calibrazione dei termometri. Utilizzando una cella che può contenere acqua o azoto liquido e mantenendo una temperatura costante su quella cella per un determinato periodo di tempo, uno scienziato può determinare l’esatta lettura della temperatura necessaria per un termometro accurato. Sebbene ci siano molti metodi per calibrare i termometri, la calibrazione con punti tripli è generalmente considerata la più accurata.