Тројну тачку неке супстанце одређују температура и притисак на којој се она налази у термодинамичкој равнотежи сва три агрегатна стања (гас, течност, и чврсто стање).[1] На пример, тројна тачка живе је на -38.8344 °C, и при притиску од 0.2 mPa. Тројна тачка воде је при притиску од 611,657 ± 0,010 Pa и на 0,01 °C. Јединица Међународног система јединицакелвин се дефинише преко тројне тачке воде. Тројна тачка воде се реализује у специјалним стакленим судовима спољашњег пречника од 4 до 7 цм који имају аксијално постављену шупљину отворену одозго за смештај термометра.
Поред тројне тачке за чврсту, течну и гасовиту фазу, трострука тачка може укључивати више од једне чврсте фазе, за супстанце са више полиморфа. Хелијум-4 је посебан случај који представља троструку тачку која укључује две различите течне фазе (ламбда тачка).[1]
Тројна тачка воде је коришћена за дефинисање келвина, основне јединице термодинамичке температуре у Међународном систему јединица (СИ).[2] Вредност тројне тачке воде је била фиксна по дефиницији, а не мерена, али то се променило са редефинисањем основних јединица СИ 2019. Тројне тачке неколико супстанци се користе за дефинисање тачака на међународној температурној скали ITS-90, у распону од тројне тачке водоника (13,8033 K) до тројне тачке воде (273,16 K, 0,01 °C или 32,018 °F) .
Типичан фазни дијаграм. Пуна зелена линија се односи на већину супстанци; испрекидана зелена линија даје аномално понашање воде.
Јединствена комбинација притиска и температуре на којој течна вода, чврсти лед и водена пара могу коегзистирати у стабилној равнотежи јавља се на тачно 2.731.600 K (2.731.300 °C; 4.916.400 °F) и парцијалном притиску паре од 611.657 Pa (6.116,57 mbar; 6,03659 atm).[4][5] У том тренутку, могуће је променити сву супстанцу у лед, воду или пару тако што ће направити произвољно мале промене притиска и температуре. Чак и ако је укупан притисак система знатно изнад тројне тачке воде, под условом да је парцијални притисак водене паре 611,657 паскала, онда се систем и даље може довести до троструке тачке воде. Строго говорећи, површине које раздвајају различите фазе такође треба да буду савршено равне, да негирају ефекте површинског напона.
Тројна тачка гас-течност-чврсто стање воде одговара минималном притиску при којем може постојати вода у течном стању. При притисцима испод троструке тачке (као у свемиру), чврсти лед када се загреје на константном притиску претвара се директно у водену пару у процесу познатом као сублимација. Изнад троструке тачке, чврсти лед када се загрева на константном притиску прво се топи да би се формирала течна вода, а затим испарава или кључа да би се формирала пара на вишој температури.
За већину супстанци трострука тачка гас–течност–чврста материја је такође минимална температура на којој течност може да постоји. За воду, међутим, то није тачно јер се тачка топљења обичног леда смањује као функција притиска, као што је приказано испрекиданом зеленом линијом на фазном дијаграму. На температурама мало испод троструке тачке, компресија на константној температури претвара водену пару прво у чврсту материју, а затим у течност (водени лед има мању густину од течне воде, тако да повећање притиска доводи до утечњавања).
Притисак тројне тачке воде коришћен је током мисије Маринер 9 на Марс као референтна тачка за дефинисање „нивоа мора“. Новије мисије користе ласерску алтиметрију и мерења гравитације уместо притиска за дефинисање надморске висине на Марсу.[6]
Вода која кључа на 0 °C помоћу вакуум пумпе.
Фазе високог притиска
При високим притисцима вода има сложен фазни дијаграм са 15 познатих фаза леда и неколико тројних тачака, укључујући 10 чије су координате приказане на дијаграму. На пример, трострука тачка на 251 K (−22 °C) и 210 MPa (2070 atm) одговара условима коегзистенције леда Ih (обични лед), леда III и течне воде, све у равнотежи. Такође постоје тројне тачке за коегзистенцију три чврсте фазе, на пример лед II, лед V и лед VI на 218 K (−55 °C) и 620 MPa (6120 atm).
За оне облике леда под високим притиском који могу постојати у равнотежи са течношћу, дијаграм показује да се тачке топљења повећавају са притиском. На температурама изнад 273 K (0 °C), повећање притиска на воденој пари резултира прво течном водом, а затим видом обликом под високим притиском. У опсегу 7002251000000000000♠251–273 K, прво се формира лед I, затим течна вода, а затим лед III или лед V, а затим други још гушћи високо-притисни облици.
Фазни дијаграм воде укључујући висок притисак формира лед II, лед III, итд. Оса притиска је логаритамска. За детаљне описе ових фаза погледајте чланак лед.
Ова табела наводи тројне тачке гас–течност–чврсто тело неколико супстанци. Осим ако је другачије назначено, подаци потичу од Националног бироа за стандарде САД (сада NIST, Национални институт за стандарде и технологију).[8]
