מים הם דבר כל כך מוכר; אנחנו שותים אותם, מתרחצים בהם, והם מכסים 70% משטח הפנים של כדור הארץ. אבל האם ידעתם שמים יכולים להתקיים כנוזל, קרח ואד בו-זמנית? התופעה הזו, שנקראת "הנקודה המשולשת", היא אחד הסודות המרתקים של הכימיה והפיזיקה, והיא מראה עד כמה מים הם חומר יוצא דופן.
הנקודה המשולשת מתרחשת בתנאים מאוד ספציפיים של טמפרטורה ולחץ. עבור מים, זה קורה בטמפרטורה של 0.01 מעלות צלזיוס ובלחץ של 611.657 פסקל (בערך 6.12 מיליבאר או 0.006 אטמוספירות). בתנאים אלה, מים לא "בוחרים" מצב – הם קרח, נוזל ואד בו זמנית. אם תשימו מים בתא ניסוי שמכוון בדיוק לנקודה הזו, תראו משהו מדהים: הקרח יימס חלקית לנוזל, הנוזל יתאדה לאד, והאד יתעבה בחזרה לקרח, והכל בו-זמנית. זה כמו מחזה קסום, שבו המים לא מצליחים להחליט מה הם רוצים להיות.
למה זה קורה? הכל קשור לאנרגיה ואיזון; בטמפרטורה ולחץ המדויקים האלה, האנרגיה הדרושה למעבר בין המצבים (מוצק, נוזל, גז) היא זהה, ולכן המים נמצאים במצב של "שיווי משקל דינמי". זה לא רק תרגיל מעבדתי – הנקודה המשולשת משמשת מדענים כדי לכייל מכשירים מדויקים, כי היא נקודת ייחוס קבועה בטבע. בנוסף, היא עוזרת לנו להבין תופעות כמו התנהגות מים בחלל או בכוכבים אחרים, שבהם התנאים שונים לגמרי מאלה שעל כדור הארץ.
מה שמפתיע הוא שמים הם כמעט החומר היחיד שיש לו נקודה משולשת בתנאים שניתן לשחזר בקלות יחסית. לרוב החומרים, כמו חנקן או פחמן דו-חמצני, יש צורך בתנאים קיצוניים כדי להגיע לנקודה המשולשת. זה רק מראה כמה מים הם מיוחדים – לא סתם הם הבסיס לחיים.
הכתבה נכתבה בעזרת גרוק.
טעינו? נתקן! אם מצאתם טעות בכתבה, נשמח שתשתפו אותנו