Dalam termodinamika, titik tripel sebuah zat merupakan suhu dan tekanan ketika tiga fase (gas, cair, dan padat) zat tersebut berada dalam kesetimbangan termodinamika.^[1] Sebagai contoh, titik tripel raksa terdapat pada suhu −38,8344 °C dan tekanan 0,2 mPa.

Selain titik tripel antara zat padat, cair, dan gas, terdapat pula titik-titik tripel yang melibatkan lebih dari satu fase padat untuk zat yang memiliki banyak polimorf. Helium-4 merupakan contoh kasus khusus di mana titik tripelnya melibatkan dua fase cair yang berbeda (lihat pula titik lambda). Secara umum, sebuah sistem dengan kemungkinan jumlah fase p, terdapat ${\displaystyle {p \choose 3}={\frac {p(p-1)(p-2)}{6}}}$ titik tripel.^[1]

Titik tripel air digunakan untuk mendefinisikan kelvin, satuan pokok bagi suhu termodinamika dalam Sistem Satuan Internasional (SI).^[2] Angka yang diberikan untuk suhu titik tripel air adalah definisi eksak dan bukanlah hasil pengukuran. Titik tripel beberapa zat digunakan sebagai titik acuan pada skala suhu internasional ITS-90, berkisar dari titik tripel hidrogen (13,8033 K) sampai dengan titik tripel air (273,16 K, 0,01 °C, atau 32,018 °F).

Istilah "titik tripel" diciptakan pada tahun 1873 oleh James Thomson, adik Lord Kelvin.^[3]

Titik tripel air

Kombinasi tunggal antara tekanan dan temperatur di mana air, es, dan uap air dapat berada bersama-sama dalam keadaan kesetimbangan yang stabil adalah tepat 273,16 K (0,01 °C) dan tekanan parsial 611,657 pascal (6,11657 mbar; 0,00603659 atm).^[4][5] Pada titik tersebut, adalah mungkin untuk mengubah semua zat menjadi es, air, atau uap air hanya dengan membuat perubahan yang cukup kecil pada tekanan dan suhu sistem. Perlu diperhatikan bahwa, bahkan jika tekanan total sistem di atas 611,73 pascal, apabila tekanan uap air tetap 611,73 pascal, maka sistem masih bisa dibawa ke titik tripel air. Secara tegas, permukaan yang memisahkan fase yang berbeda juga harus datar sempurna, untuk meniadakan efek tegangan permukaan.

Air memiliki diagram fase yang tidak wajar dan kompleks, walaupun hal ini tidak memengaruhi pembahasan titik tripelnya. Pada suhu yang tinggi, penambahan tekanan akan menghasilkan zat cair terlebih dahulu, barulah kemudian zat padat. (Di atas 10⁹ Pa bentuk kristal es yang terbentuk lebih padat daripada zat cair). Pada suhu yang rendah dan kompresi, fase cair menghilang, dan air akan langsung berubah dari gas menjadi padat.

Pada tekanan konstan di atas titik tripel, pemanasan es akan menyebabkannya berubah dari bentuk pada menjadi cair, kemudian gas (atau uap). Pada tekanan di bawah titik tripel (biasa terjadi pada luar angkasa), bentuk cair air tidak akan ada, sehingga ketika dipanaskan, es akan langsung menyublim menjadi gas.

Untuk sebagian besar zat titik tripel gas–cair–padat juga suhu minimum di mana cairan dapat hadir. Untuk air, tetapi, hal ini tidak benar karena titik leleh es biasa mengalami penurunan sebagai fungsi tekanan, seperti yang ditunjukkan oleh garis hijau putus-putus dalam diagram fase. Pada suhu tepat di bawah titik tripel, kompresi pada suhu konstan mengubah uap air pertama menjadi padat dan kemudian menjadi cair (es air memiliki densitas lebih rendah dari air cair, sehingga tekanan meningkat mengarah ke likuifaksi).

Tekanan titik tripel air digunakan selama misi Mariner 9 ke Mars sebagai titik referensi untuk mendefinisikan "permukaan laut". Misi yang lebih baru menggunakan altimetri laser dan pengukuran gravitasi dan bukan tekanan untuk menentukan ketinggian di Mars.^[6]

Tabel titik tripel

Tabel di bawah ini berisi daftar titik-titik tripel gas–cair–padat untuk beberapa zat. Kecuali dinyatakan lain, data berikut berasal dari Biro Standar Nasional Amerika Serikat (sekarang NIST, Lembaga Standar dan Teknologi Nasional).^[7]

* Catatan: sebagai perbandingan, tekanan atmosfer yang umum adalah 101,325 kPa (1 atm).

Lihat pula

• Titik kritis
• Aturan fase Gibbs

Referensi

Pranala luar

• Media terkait Triple point di Wikimedia Commons