त्रिक बिन्दु: Difference between revisions

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[[Image:Phase-diag2.svg|thumb|upright=1.6|एक विशिष्ट [[चरण आरेख]]। ठोस हरी रेखा अधिकांश पदार्थों पर लागू होती है; धराशायी हरी रेखा पानी के विषम व्यवहार को दर्शाती है]][[ऊष्मप्रवैगिकी|ऊष्मागतिकी]] के अनतर्गत, किसी पदार्थ का ट्रिपल प्वाइंट वह [[तापमान]] और [[दबाव|दाब]] होता है जिस पर उस पदार्थ की तीन [[चरण (पदार्थ)|अवस्थाएं]] ([[गैस]], [[तरल|द्रव]] और [[ठोस]]) [[थर्मोडायनामिक संतुलन|ऊष्मागतिकीय संतुलन]] में सह-अस्तित्व में होते हैं।<ref name="gold">{{GoldBookRef | title=Triple point |file=T06502 |year=1994}}.</ref> यह उस तापमान और दाब को कहा जाता है जहां [[उच्च बनाने की क्रिया (चरण संक्रमण)|उर्ध्वपातन]], संलयन और [[वाष्पीकरण]] के ग्राफ़ एकत्र होते हैं। उदाहरण के लिए, पारा का ट्रिपल प्वाइंट {{convert|−38.8|°C|°F}} के तापमान और 0.165 [[पास्कल (यूनिट)|mPa]] के दाब पर होता है।
[[Image:Phase-diag2.svg|thumb|upright=1.6|एक विशिष्ट [[चरण आरेख|प्रावस्था आरेख]]। अधिकांश पदार्थों पर ठोस हरी रेखा लागू होती है; असतत (डैशड) हरी रेखा जल के विषम व्यवहार को दर्शाती है]][[ऊष्मप्रवैगिकी|ऊष्मागतिकी]] के अनतर्गत, किसी पदार्थ का ट्रिपल प्वाइंट वह [[तापमान]] और [[दबाव|दाब]] होता है जिस पर उस पदार्थ की तीन [[चरण (पदार्थ)|अवस्थाएं]] ([[गैस]], [[तरल|द्रव]] और [[ठोस]]) [[थर्मोडायनामिक संतुलन|ऊष्मागतिकीय संतुलन]] में सह-अस्तित्व में होते हैं।<ref name="gold">{{GoldBookRef | title=Triple point |file=T06502 |year=1994}}.</ref> यह उस तापमान और दाब को कहा जाता है जहां [[उच्च बनाने की क्रिया (चरण संक्रमण)|उर्ध्वपातन]], संलयन और [[वाष्पीकरण]] के ग्राफ़ एकत्र होते हैं। उदाहरण के लिए, पारा का ट्रिपल प्वाइंट {{convert|−38.8|°C|°F}} के तापमान और 0.165 [[पास्कल (यूनिट)|mPa]] के दाब पर होता है।


द्रव्य के ठोस, द्रव और गैसीय अवस्थाओं के ट्रिपल प्वाइंट के अतिरिक्त, कई [[बहुरूपता (सामग्री विज्ञान)|पॉलीमॉर्फ्स]] वाले द्रव्यों के लिए ट्रिपल प्वाइंट में एक से अधिक ठोस अवस्था सम्मिलित हो सकती है। [[हीलियम-4]] इस मायने में असामान्य है कि इसमें कोई ऊर्ध्वपातन/ निक्षेपण वक्र नहीं होता है, अतः इसका ऐसा कोई ट्रिपल प्वाइंट नहीं होता जहाँ इसकी ठोस अवस्था अपनी गैस अवस्था से मिलती है। इसके स्थान पर, इसमें वाष्प-द्रव-अतिद्रव-बिंदु, ठोस-द्रव-अतिद्रव-बिंदु, ठोस-ठोस-द्रव-बिंदु, और एक ठोस-ठोस-अतिद्रव-बिंदु होता है। इनमें से किसी को भी लैम्ब्डा बिंदु के साथ भ्रमित नहीं होना चाहिए, जो किसी भी प्रकार का ट्रिपल प्वाइंट नहीं होता है।
द्रव्य के ठोस, द्रव और गैसीय अवस्थाओं के ट्रिपल प्वाइंट के अतिरिक्त, कई [[बहुरूपता (सामग्री विज्ञान)|पॉलीमॉर्फ्स]] वाले द्रव्यों के लिए ट्रिपल प्वाइंट में एक से अधिक ठोस अवस्था सम्मिलित हो सकती है। [[हीलियम-4]] इस मायने में असामान्य है कि इसमें कोई ऊर्ध्वपातन/ निक्षेपण वक्र नहीं होता है, अतः इसका ऐसा कोई ट्रिपल प्वाइंट नहीं होता जहाँ इसकी ठोस अवस्था अपनी गैस अवस्था से मिलती है। इसके स्थान पर, इसमें वाष्प-द्रव-अतिद्रव-बिंदु, ठोस-द्रव-अतिद्रव-बिंदु, ठोस-ठोस-द्रव-बिंदु, और एक ठोस-ठोस-अतिद्रव-बिंदु होता है। इनमें से किसी को भी लैम्ब्डा बिंदु के साथ भ्रमित नहीं होना चाहिए, जो किसी भी प्रकार का ट्रिपल प्वाइंट नहीं होता है।
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===गैस-द्रव-ठोस ट्रिपल प्वाइंट===
===गैस-द्रव-ठोस ट्रिपल प्वाइंट===
{{2019 SI redefinition|date=January 2020}}
{{2019 SI redefinition|date=जनवरी 2020}}
{{see also|जल के गुणधर्म#ट्रिपल प्वाइंट}}
{{see also|जल के गुणधर्म#ट्रिपल प्वाइंट}}
[[File:Water-triple-point-20210210.gif|thumb|वैक्यूम पंप का उपयोग करके पानी 0°C पर उबलता है।]]तरल जल, ठोस बर्फ और [[जल वाष्प]] को साम्यावस्था में सह-अस्तित्व में होने वाला दाब और तापमान का एकमात्र संयोजन प्रायः {{convert|273.1600|K|C F}} और {{convert|611.657|Pa|mbar atm}} के आंशिक वाष्प दाब पर होता है।<ref name="Wagner">[https://www.nist.gov/srd/upload/jpcrd477.pdf International Equations for the Pressure along the Melting and along the Sublimation Curve of Ordinary Water Substance]. W. Wagner, A. Saul and A. Pruss (1994), J. Phys. Chem. Ref. Data, '''23''', 515.</ref><ref name="Murphy">{{cite journal |doi=10.1256/qj.04.94 | volume=131 | issue=608 | title=वायुमंडलीय अनुप्रयोगों के लिए बर्फ और सुपरकूल्ड पानी के वाष्प दबावों की समीक्षा| year=2005 | journal=Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society | pages=1539–1565 | last1 = Murphy | first1 = D. M.| bibcode=2005QJRMS.131.1539M| s2cid=122365938 | url=https://zenodo.org/record/1236243 }}</ref> उस बिंदु पर, दाब और तापमान में अनियमित छोटे परिवर्तन करके सम्पूर्ण पदार्थ को बर्फ, जल या वाष्प में परिवर्तित करना संभव होता है। यदि किसी प्रणाली का कुल दाब जल के ट्रिपल प्वाइंट से बहुत उच्च हो, फिर भी यदि जल वाष्प का [[आंशिक दबाव]] 611.657 पास्कल है, तो प्रणाली को फिर भी जल के ट्रिपल प्वाइंट तक ले जाया जा सकता है। वास्तव में, अलग-अलग अवस्थाओं के बीच विभाजक सतहें भी पूरी तरह से समतल होनी चाहिए, पृष्ठ तनाव के प्रभाव को नष्ट करने के लिए।
[[File:Water-triple-point-20210210.gif|thumb|वैक्यूम पंप का उपयोग करके जल 0°C पर उबलता है।]]तरल जल, ठोस बर्फ और [[जल वाष्प]] को साम्यावस्था में सह-अस्तित्व में होने वाला दाब और तापमान का एकमात्र संयोजन प्रायः {{convert|273.1600|K|C F}} और {{convert|611.657|Pa|mbar atm}} के आंशिक वाष्प दाब पर होता है।<ref name="Wagner">[https://www.nist.gov/srd/upload/jpcrd477.pdf International Equations for the Pressure along the Melting and along the Sublimation Curve of Ordinary Water Substance]. W. Wagner, A. Saul and A. Pruss (1994), J. Phys. Chem. Ref. Data, '''23''', 515.</ref><ref name="Murphy">{{cite journal |doi=10.1256/qj.04.94 | volume=131 | issue=608 | title=वायुमंडलीय अनुप्रयोगों के लिए बर्फ और सुपरकूल्ड पानी के वाष्प दबावों की समीक्षा| year=2005 | journal=Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society | pages=1539–1565 | last1 = Murphy | first1 = D. M.| bibcode=2005QJRMS.131.1539M| s2cid=122365938 | url=https://zenodo.org/record/1236243 }}</ref> उस बिंदु पर, दाब और तापमान में अनियमित छोटे परिवर्तन करके सम्पूर्ण पदार्थ को बर्फ, जल या वाष्प में परिवर्तित करना संभव होता है। यदि किसी प्रणाली का कुल दाब जल के ट्रिपल प्वाइंट से बहुत उच्च हो, फिर भी यदि जल वाष्प का [[आंशिक दबाव]] 611.657 पास्कल है, तो प्रणाली को फिर भी जल के ट्रिपल प्वाइंट तक ले जाया जा सकता है। वास्तव में, अलग-अलग अवस्थाओं के बीच विभाजक सतहें भी पूरी तरह से समतल होनी चाहिए, पृष्ठ तनाव के प्रभाव को नष्ट करने के लिए।


सबसे छोटा दबाव जिस पर तरल पानी मौजूद हो सकता है, वह पानी के त्रिगुण बिंदु के बराबर होता है, जिस पर गैस, तरल और ठोस चरण सह-अस्तित्व में हो सकते हैं। त्रिगुण बिंदु (बाह्य अंतरिक्ष के रूप में) के नीचे के दबावों पर, ठोस बर्फ जब निरंतर दबाव पर गरम किया जाता है, तो उच्च बनाने की क्रिया (चरण संक्रमण) के रूप में जाने वाली प्रक्रिया में सीधे जल वाष्प में परिवर्तित हो जाता है। त्रिगुण बिंदु से ऊपर, स्थिर दबाव पर गर्म करने पर ठोस बर्फ पहले तरल पानी बनाने के लिए पिघलती है, और फिर उच्च तापमान पर वाष्प बनाने के लिए वाष्पित या उबल जाती है।
उस न्यूनतम दाब पर जिस पर तरल जल विद्यामान हो सकता है, वह जल के ट्रिपल प्वाइंट के बराबर होता है, जहां गैस, द्रव और ठोस अवस्थाएं सहसंघ बना सकती हैं। ट्रिपल प्वाइंट से कम दाब (जैसे कि आउटर स्पेस में) पर जब ठोस बर्फ को नियत दाब पर गर्म किया जाता है, तो उसे उर्ध्वपातन प्रक्रिया के द्वारा सीधे जल वाष्प में परिवर्तित किया जाता है। ट्रिपल प्वाइंट से ऊपर, ठोस बर्फ को नियत दाब पर गर्म करने पर, यह सर्वप्रथम तरल जल के रूप में पिघलता है, और फिर बाद में वाष्प में परिवर्तित हो जाता है या उच्च तापमान पर वाष्प बनाने के लिए वाष्पित या उबलता है।


अधिकांश पदार्थों के लिए गैस-तरल-ठोस ट्रिपल बिंदु भी न्यूनतम तापमान होता है जिस पर तरल मौजूद हो सकता है। पानी के लिए, हालांकि, यह सच नहीं है क्योंकि साधारण बर्फ का गलनांक दबाव के कार्य के रूप में घटता है, जैसा कि चरण आरेख में धराशायी हरी रेखा द्वारा दिखाया गया है। तिहरे बिंदु के ठीक नीचे के तापमान पर, स्थिर तापमान पर संपीड़न जल वाष्प को पहले ठोस और फिर तरल में बदल देता है (पानी की बर्फ का घनत्व तरल पानी की तुलना में कम होता है, इसलिए दबाव बढ़ने से द्रवीकरण होता है)।
अधिकांश पदार्थों के लिए, गैस-द्रव-ठोस ट्रिपल प्वाइंट, तरल के विद्यामान होने का न्यूनतम तापमान भी होता है। हालांकि, जल के लिए यह सत्य नहीं है क्योंकि साधारण बर्फ का गलनांक दाब के फलन के रूप में कम होता है, जैसा कि फेज आरेख में असतत (डैश्ड) हरी रेखा द्वारा दिखाया गया है। ट्रिपल प्वाइंट से कुछ समय तक तापमानों में, नियत तापमान पर संपीड़न द्वारा जल वाष्प को सबसे पहले ठोस में परिवर्तित करता है और फिर तरल (जल के बर्फ का घनत्व तरल जल की तुलना में कम होता है, अतः दाब में वृद्धि करने से द्रवीकरण होता है)।


समुद्र के स्तर को परिभाषित करने के लिए एक संदर्भ बिंदु के रूप में [[मंगल ग्रह]] के [[मेरिनर 9]] मिशन के दौरान पानी के ट्रिपल बिंदु दबाव का उपयोग किया गया था। अधिक हाल के मिशन मंगल ग्रह पर ऊंचाई को परिभाषित करने के लिए दबाव के बजाय [[लेजर अल्टीमेट्री]] और गुरुत्वाकर्षण माप का उपयोग करते हैं।<ref>{{cite book |first=Michael H. |last=Carr |title=मंगल की सतह|url=https://archive.org/details/surfacemars00carr |url-access=limited |publisher=Cambridge University Press |year=2007 |page=[https://archive.org/details/surfacemars00carr/page/n19 5] |isbn=978-0-521-87201-0 }}</ref>
[[मंगल ग्रह]] की [[मेरिनर 9]] मिशन के दौरान जल का ट्रिपल प्वाइंट दाब "समुद्री स्तर" को परिभाषित करने के लिए में संदर्भ बिंदु के रूप में उपयोग किया गया था। हाल के मिशन मंगल पर ऊंचाई को परिभाषित करने के लिए दाब के बजाय [[लेजर अल्टीमेट्री]] और गुरुत्वाकर्षण माप का उपयोग करते हैं।<ref>{{cite book |first=Michael H. |last=Carr |title=मंगल की सतह|url=https://archive.org/details/surfacemars00carr |url-access=limited |publisher=Cambridge University Press |year=2007 |page=[https://archive.org/details/surfacemars00carr/page/n19 5] |isbn=978-0-521-87201-0 }}</ref>
===उच्च दाब प्रावस्था===
उच्च दाब में, जल का जटिल प्रावस्था आकृति होती है जिसमें 15 ज्ञात बर्फ के प्रावस्थाएं और कई ट्रिपल प्वाइंट्स होते हैं, जिनमें से 10 के निर्देशांकों को चार्ट में दिखाए गया  हैं। उदाहरण के लिए, 251 K (-22 °C) और 210 MPa (2070 atm) पर ट्रिपल प्वाइंट बर्फ Ih (साधारण बर्फ), बर्फ III और तरल जल की सहसंघ स्थितियों के लिए पर्याप्त होता है, जहाँ सभी संतुलन में होते हैं। तीन ठोस प्रावस्थाओं के सह-अस्तित्व के लिए भी ट्रिपल प्वाइंट्स होते हैं, उदाहरण के लिए, 218 K (-55 °C) और 620 MPa (6120 atm) पर बर्फ II, बर्फ V और बर्फ VI की सहसंघ स्थितियों के लिए।


उन उच्च दाब वाले बर्फ के रूप में जो तरल के संतुलन में विद्यामान हो सकते हैं, आरेख में दिखाया गया है कि गलनांक दाब के साथ बढ़ते हैं। 273 K (0 °C) से ऊपर के तापमानों में, जल वाष्प पर दाब बढ़ाने से पहले तरल जल और फिर उच्च दाब बर्फ के रूप में परिणाम प्राप्त होता है। {{val|251|-|273|u=K}} की सीमा में, सर्वप्रथम बर्फ I बनती है, उसके पश्चात तरल जल और फिर बर्फ III या बर्फ V, और उसके पश्चात अन्य और भी अधिक सघन उच्च दबाव वाले रूप बनते हैं।


===उच्च दबाव चरण===
[[File:Phase_diagram_of_water.svg|thumb|upright=3.3|center|जल के प्रावस्था आरेख में उच्च दाब वाले रूप जैसे बर्फ II, बर्फ III आदि को सम्मिलित  करता हुआ चित्रण नीचे दिखाया गया है। दाब अक्ष का लघुगणक होता है। इन चरणों के विस्तृत वर्णनों के लिए, 'बर्फ' देखें।]]
उच्च दबावों पर, पानी में 15 ज्ञात बर्फ # चरणों और कई तिहरे बिंदुओं के साथ एक जटिल चरण आरेख होता है, जिसमें 10 निर्देशांक आरेख में दिखाए जाते हैं। उदाहरण के लिए, 251 K (-22 °C) और 210 MPa (2070 atm) पर तिहरा बिंदु बर्फ Ih (साधारण बर्फ), बर्फ III और तरल पानी के सह-अस्तित्व की शर्तों के अनुरूप है, सभी संतुलन पर हैं। तीन ठोस चरणों के सह-अस्तित्व के लिए तीन बिंदु भी हैं, उदाहरण के लिए 218 K (-55 °C) और 620 MPa (6120 atm) पर बर्फ II, बर्फ V और बर्फ VI।
 
बर्फ के उन उच्च दबाव वाले रूपों के लिए जो तरल के साथ संतुलन में मौजूद हो सकते हैं, आरेख से पता चलता है कि पिघलने के बिंदु दबाव से बढ़ते हैं। 273 K (0 °C) से ऊपर के तापमान पर, जल वाष्प पर दबाव बढ़ने से पहले तरल पानी और फिर बर्फ का एक उच्च दबाव वाला रूप बनता है। सीमा में {{val|251|-|273|u=K}}, बर्फ I पहले बनता है, उसके बाद तरल पानी और फिर बर्फ III या बर्फ V, उसके बाद अन्य अभी भी सघन उच्च दबाव वाले रूप बनते हैं।
 
[[File:Phase_diagram_of_water.svg|thumb|upright=3.3|center|उच्च दाब सहित पानी का चरण आरेख बर्फ II, बर्फ III, आदि बनाता है। दबाव अक्ष लघुगणक है। इन चरणों के विस्तृत विवरण के लिए, Ice#Phases देखें।]]


{| class="wikitable"  
{| class="wikitable"  
|+The various triple points of water
|+जल के विभिन्न ट्रिपल प्वाइंट्स
!Phases in stable equilibrium
!साम्यावस्था में प्रावस्थाऐं
!Pressure
!दाब
!Temperature
!तापमान
|-
|-
| liquid water, [[ice Ih|ice I<sub>h</sub>]], and water vapor
| तरल जल, [[ice Ih|बर्फ I<sub>h</sub>]], और जल वाष्प
| 611.657 Pa<ref>{{cite journal |doi=10.1256/qj.04.94 | volume=131 | issue=608 | title=Review of the vapour pressures of ice and supercooled water for atmospheric applications | year=2005 | journal=Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society | pages=1539–1565 | last1 = Murphy | first1 = D. M.| bibcode=2005QJRMS.131.1539M | s2cid=122365938 | url=https://zenodo.org/record/1236243 }}</ref>
| 611.657 Pa<ref>{{cite journal |doi=10.1256/qj.04.94 | volume=131 | issue=608 | title=Review of the vapour pressures of ice and supercooled water for atmospheric applications | year=2005 | journal=Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society | pages=1539–1565 | last1 = Murphy | first1 = D. M.| bibcode=2005QJRMS.131.1539M | s2cid=122365938 | url=https://zenodo.org/record/1236243 }}</ref>
|273.16 K (0.01&nbsp;°C)
|273.16 K (0.01&nbsp;°C)
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|
liquid water, ice I<sub>h</sub>, and [[ice III]]
तरल जल, बर्फ I<sub>h</sub>, और [[ice III|बर्फ III]]
|209.9 MPa
|209.9 MPa
|251 K (−22&nbsp;°C)
|251 K (−22&nbsp;°C)
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| liquid water, ice III, and [[ice V]]
| तरल जल, बर्फ III, और [[ice V|बर्फ V]]
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350.1 MPa
350.1 MPa
|−17.0&nbsp;°C  
|−17.0&nbsp;°C  
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|liquid water, ice V, and [[ice VI]]
|तरल जल, बर्फ V, और [[ice VI|बर्फ VI]]
|632.4 MPa
|632.4 MPa
|0.16&nbsp;°C
|0.16&nbsp;°C
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|-
|ice I<sub>h</sub>, [[Ice II]], and ice III
|बर्फ I<sub>h</sub>, [[Ice II|बर्फ II]], और बर्फ III
|213 MPa
|213 MPa
|−35&nbsp;°C
|−35&nbsp;°C
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|ice II, ice III, and ice V
|बर्फ II, बर्फ III, और बर्फ V
|344 MPa
|344 MPa
|−24&nbsp;°C
|−24&nbsp;°C
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|-
|ice II, ice V, and ice VI
|बर्फ II, बर्फ V, और बर्फ VI
|626 MPa
|626 MPa
|−70&nbsp;°C
|−70&nbsp;°C
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==ट्रिपल-पॉइंट सेल==
==ट्रिपल-पॉइंट सेल==
[[थर्मामीटर]] के [[अंशांकन]] में ट्रिपल-पॉइंट सेल का उपयोग किया जाता है। सटीक कार्य के लिए, ट्रिपल-पॉइंट सेल आमतौर पर [[हाइड्रोजन]], [[आर्गन]], मरकरी या पानी (वांछित तापमान के आधार पर) जैसे अत्यधिक शुद्ध रासायनिक पदार्थ से भरे होते हैं। इन पदार्थों की शुद्धता इतनी हो सकती है कि एक लाख में केवल एक भाग दूषित होता है, जिसे सिक्स नाइन कहा जाता है क्योंकि यह 99.9999% शुद्ध होता है। एक विशिष्ट [[आइसोटोप]] रचना (पानी के लिए, [[वियना स्टैंडर्ड मीन ओशन वाटर]]) का उपयोग किया जाता है क्योंकि समस्थानिक संरचना में भिन्नता के कारण त्रिगुण बिंदु में छोटे परिवर्तन होते हैं। ट्रिपल-पॉइंट सेल अत्यधिक सटीक, प्रजनन योग्य तापमान प्राप्त करने में इतने प्रभावी हैं, कि थर्मामीटर के लिए एक अंतरराष्ट्रीय अंशांकन मानक जिसे 1990 का अंतर्राष्ट्रीय तापमान स्केल कहा जाता है। ITS-90 हाइड्रोजन, [[नियोन]], [[ऑक्सीजन]], आर्गन, पारा (तत्व ), और [[पानी (अणु)]] इसके परिभाषित तापमान बिंदुओं में से छह को चित्रित करने के लिए।
ट्रिपल प्वाइंट सेल्स को [[थर्मामीटर|तापमापकों]] के [[अंशांकन]] में उपयोग किया जाता है। यथार्थ मापकर्म में, ट्रिपल प्वाइंट सेल्स सामान्यतः उच्चतम शुद्ध रासायनिक पदार्थ से भरा जाता है, जैसे [[हाइड्रोजन]], [[आर्गन]], मर्क्युरी, या पानी (जो चाहे उच्चतम तापमान हो)इन पदार्थों की शुद्धता इतनी होती है कि एक मिलियन में से केवल एक भाग ही संदूषित पदार्थ (कंटामिनेंट) होता है, जिसे "सिक्स नाईन्स" कहा जाता है क्योंकि यह 99.9999% शुद्ध होता है। ट्रिपल प्वाइंट के क्षीण  परिवर्तनों के कारण जैविक आवश्यकता के आधार पर विशेष [[आइसोटोप|समस्थानिक]] संघटन (जल के लिए, [[वियना स्टैंडर्ड मीन ओशन वाटर|वीएसएमओडब्ल्यू]]) का उपयोग किया जाता है। ट्रिपल प्वाइंट सेल्स इतना प्रभावी होता हैं कि तापमान मापकों के अंतर्राष्ट्रीय मानक कार्यक्रम आईटीएस-90 में हाइड्रोजन, [[नियोन|नीयॉन]], [[ऑक्सीजन]], आर्गन, मर्क्युरी, और [[पानी (अणु)|जल]] के ट्रिपल प्वाइंट सेल्स का उपयोग छह परिभाषित तापमान स्थानों का निर्धारण करने के लिए किया जाता है।


==तिहरे बिंदुओं की तालिका==
==ट्रिपल पॉइंट्स की तालिका==
यह तालिका कई पदार्थों के गैस-तरल-ठोस त्रिगुण बिंदुओं को सूचीबद्ध करती है। जब तक अन्यथा उल्लेख नहीं किया जाता है, डेटा यू.एस. [[राष्ट्रीय मानक ब्यूरो]] (अब [[एनआईएसटी]], राष्ट्रीय मानक और प्रौद्योगिकी संस्थान) से आते हैं।<ref>{{cite book |first1=Yunus A. |last1=Cengel |first2=Robert H. |last2=Turner |title=थर्मल-द्रव विज्ञान के मूल तत्व|location=Boston |publisher=McGraw-Hill |year=2004 |page=78 |isbn=0-07-297675-6 }}</ref>
यह तालिका कई पदार्थों के गैस-द्रव-ठोस ट्रिपल प्वाइंट को सूचीबद्ध करती है। यदि अन्यथा निर्दिष्ट नहीं किया गया हो, तो डेटा अमेरिकी [[राष्ट्रीय मानक ब्यूरो]] (अब [[एनआईएसटी]], राष्ट्रीय मानक एवं प्रौद्योगिकी संस्थान) से प्राप्त हुआ है।<ref>{{cite book |first1=Yunus A. |last1=Cengel |first2=Robert H. |last2=Turner |title=थर्मल-द्रव विज्ञान के मूल तत्व|location=Boston |publisher=McGraw-Hill |year=2004 |page=78 |isbn=0-07-297675-6 }}</ref>


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| align="left" |[[Formic acid]]<ref>See [[Formic acid (data page)]]</ref>
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| align="left" |[[Helium-4|हीलियम-4]] हीलियम-4 (वाष्प-He-I-He-II)<ref name="Donnelly">{{cite journal| title=The Observed Properties of Liquid Helium at the Saturated Vapor Pressure | first1=Russell J.| last1=Donnelly| first2=Carlo F.| last2=Barenghi| journal=[[Journal of Physical and Chemical Reference Data]]| year=1998| volume=27| issue=6| pages=1217–1274| doi=10.1063/1.556028|bibcode = 1998JPCRD..27.1217D }}</ref>  
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| align="left" |[[Iodine]]<ref>{{cite book |last=Walas |first=S. M. |title=Chemical Process Equipment – Selection and Design |location=Amsterdam |publisher=Elsevier |year=1990 |page=639 |isbn=0-7506-7510-1 }}</ref>
| align="left" |[[Iodine|आयोडीन]]<ref>{{cite book |last=Walas |first=S. M. |title=Chemical Process Equipment – Selection and Design |location=Amsterdam |publisher=Elsevier |year=1990 |page=639 |isbn=0-7506-7510-1 }}</ref>
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| align="left" |[[Silane|(मोनो) सिलेन]]<ref>{{cite web |url=https://encyclopedia.airliquide.com/silane |title=Silane-Gas Encyclopedia |author=<!--Not stated--> |website=Gas Encyclopedia |publisher=Air Liquide <!-- |access-date={{date}} automatically using date of last page refresh makes no sense for a citation --> }}</ref>
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| align="left" | [[Zinc|जिंक]]
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|} टिप्पणियाँ:  
|} टिप्पणियाँ:  
*तुलना के लिए, विशिष्ट वायुमंडलीय दबाव 101.325 kPa (1 atm) है।
*तुलना के लिए, सामान्य वायुमंडलीय दाब 101.325 kPa (1 atm) होता है।
*SI इकाइयों की नई परिभाषा से पहले, पानी का त्रिक बिंदु, 273.16 K, एक सटीक संख्या थी।
*एसआई इकाइयों की नई परिभाषा से पहले, जल का ट्रिपल पॉइंट, 273.16 के, एक यथार्थ संख्या है।


==यह भी देखें==
==यह भी देखें==
*[[महत्वपूर्ण बिंदु (थर्मोडायनामिक्स)]]
*[[महत्वपूर्ण बिंदु (थर्मोडायनामिक्स)|महत्वपूर्ण बिंदु (ऊष्मगतिकी)]]
*गिब्स का चरण नियम
*गिब्स प्रावस्था नियम


==संदर्भ==
==संदर्भ==

Revision as of 12:50, 7 June 2023

एक विशिष्ट प्रावस्था आरेख। अधिकांश पदार्थों पर ठोस हरी रेखा लागू होती है; असतत (डैशड) हरी रेखा जल के विषम व्यवहार को दर्शाती है

ऊष्मागतिकी के अनतर्गत, किसी पदार्थ का ट्रिपल प्वाइंट वह तापमान और दाब होता है जिस पर उस पदार्थ की तीन अवस्थाएं (गैस, द्रव और ठोस) ऊष्मागतिकीय संतुलन में सह-अस्तित्व में होते हैं।[1] यह उस तापमान और दाब को कहा जाता है जहां उर्ध्वपातन, संलयन और वाष्पीकरण के ग्राफ़ एकत्र होते हैं। उदाहरण के लिए, पारा का ट्रिपल प्वाइंट −38.8 °C (−37.8 °F) के तापमान और 0.165 mPa के दाब पर होता है।

द्रव्य के ठोस, द्रव और गैसीय अवस्थाओं के ट्रिपल प्वाइंट के अतिरिक्त, कई पॉलीमॉर्फ्स वाले द्रव्यों के लिए ट्रिपल प्वाइंट में एक से अधिक ठोस अवस्था सम्मिलित हो सकती है। हीलियम-4 इस मायने में असामान्य है कि इसमें कोई ऊर्ध्वपातन/ निक्षेपण वक्र नहीं होता है, अतः इसका ऐसा कोई ट्रिपल प्वाइंट नहीं होता जहाँ इसकी ठोस अवस्था अपनी गैस अवस्था से मिलती है। इसके स्थान पर, इसमें वाष्प-द्रव-अतिद्रव-बिंदु, ठोस-द्रव-अतिद्रव-बिंदु, ठोस-ठोस-द्रव-बिंदु, और एक ठोस-ठोस-अतिद्रव-बिंदु होता है। इनमें से किसी को भी लैम्ब्डा बिंदु के साथ भ्रमित नहीं होना चाहिए, जो किसी भी प्रकार का ट्रिपल प्वाइंट नहीं होता है।

जल का ट्रिपल प्वाइंट को आंतरराष्ट्रीय माप मापन प्रणाली (SI) में ऊष्मागतिक तापमान की मूल इकाई केल्विन को परिभाषित करने के लिए उपयोग किया गया था।[2] जल के ट्रिपल प्वाइंट के मान की परिभाषा के द्वारा निश्चित की गई थी मापन के बजाये, लेकिन 2019 की नई परिभाषा के साथ इसमें परिवर्तन हुआ। कई पदार्थों के ट्रिपल प्वाइंट्स का उपयोग आंतर्राष्ट्रीय तापमान पैमाने ITS-90 में बिंदुओं को परिभाषित करने के लिए किया जाता है, जो हाइड्रोजन के ट्रिपल प्वाइंट (13.8033 केल्विन) से जल के ट्रिपल प्वाइंट (273.16 केल्विन, 0.01 °C या 32.018 °F) तक हो सकते हैं।

शब्द "ट्रिपल पॉइंट" 1873 में लॉर्ड केल्विन के भाई जेम्स थॉमसन द्वारा गढ़ा गया था।[3]

जल का ट्रिपल प्वाइंट

गैस-द्रव-ठोस ट्रिपल प्वाइंट

Template:2019 SI redefinition

वैक्यूम पंप का उपयोग करके जल 0°C पर उबलता है।

तरल जल, ठोस बर्फ और जल वाष्प को साम्यावस्था में सह-अस्तित्व में होने वाला दाब और तापमान का एकमात्र संयोजन प्रायः 273.1600 K (0.0100 °C; 32.0180 °F) और 611.657 pascals (6.11657 mbar; 0.00603659 atm) के आंशिक वाष्प दाब पर होता है।[4][5] उस बिंदु पर, दाब और तापमान में अनियमित छोटे परिवर्तन करके सम्पूर्ण पदार्थ को बर्फ, जल या वाष्प में परिवर्तित करना संभव होता है। यदि किसी प्रणाली का कुल दाब जल के ट्रिपल प्वाइंट से बहुत उच्च हो, फिर भी यदि जल वाष्प का आंशिक दबाव 611.657 पास्कल है, तो प्रणाली को फिर भी जल के ट्रिपल प्वाइंट तक ले जाया जा सकता है। वास्तव में, अलग-अलग अवस्थाओं के बीच विभाजक सतहें भी पूरी तरह से समतल होनी चाहिए, पृष्ठ तनाव के प्रभाव को नष्ट करने के लिए।

उस न्यूनतम दाब पर जिस पर तरल जल विद्यामान हो सकता है, वह जल के ट्रिपल प्वाइंट के बराबर होता है, जहां गैस, द्रव और ठोस अवस्थाएं सहसंघ बना सकती हैं। ट्रिपल प्वाइंट से कम दाब (जैसे कि आउटर स्पेस में) पर जब ठोस बर्फ को नियत दाब पर गर्म किया जाता है, तो उसे उर्ध्वपातन प्रक्रिया के द्वारा सीधे जल वाष्प में परिवर्तित किया जाता है। ट्रिपल प्वाइंट से ऊपर, ठोस बर्फ को नियत दाब पर गर्म करने पर, यह सर्वप्रथम तरल जल के रूप में पिघलता है, और फिर बाद में वाष्प में परिवर्तित हो जाता है या उच्च तापमान पर वाष्प बनाने के लिए वाष्पित या उबलता है।

अधिकांश पदार्थों के लिए, गैस-द्रव-ठोस ट्रिपल प्वाइंट, तरल के विद्यामान होने का न्यूनतम तापमान भी होता है। हालांकि, जल के लिए यह सत्य नहीं है क्योंकि साधारण बर्फ का गलनांक दाब के फलन के रूप में कम होता है, जैसा कि फेज आरेख में असतत (डैश्ड) हरी रेखा द्वारा दिखाया गया है। ट्रिपल प्वाइंट से कुछ समय तक तापमानों में, नियत तापमान पर संपीड़न द्वारा जल वाष्प को सबसे पहले ठोस में परिवर्तित करता है और फिर तरल (जल के बर्फ का घनत्व तरल जल की तुलना में कम होता है, अतः दाब में वृद्धि करने से द्रवीकरण होता है)।

मंगल ग्रह की मेरिनर 9 मिशन के दौरान जल का ट्रिपल प्वाइंट दाब "समुद्री स्तर" को परिभाषित करने के लिए में संदर्भ बिंदु के रूप में उपयोग किया गया था। हाल के मिशन मंगल पर ऊंचाई को परिभाषित करने के लिए दाब के बजाय लेजर अल्टीमेट्री और गुरुत्वाकर्षण माप का उपयोग करते हैं।[6]

उच्च दाब प्रावस्था

उच्च दाब में, जल का जटिल प्रावस्था आकृति होती है जिसमें 15 ज्ञात बर्फ के प्रावस्थाएं और कई ट्रिपल प्वाइंट्स होते हैं, जिनमें से 10 के निर्देशांकों को चार्ट में दिखाए गया  हैं। उदाहरण के लिए, 251 K (-22 °C) और 210 MPa (2070 atm) पर ट्रिपल प्वाइंट बर्फ Ih (साधारण बर्फ), बर्फ III और तरल जल की सहसंघ स्थितियों के लिए पर्याप्त होता है, जहाँ सभी संतुलन में होते हैं। तीन ठोस प्रावस्थाओं के सह-अस्तित्व के लिए भी ट्रिपल प्वाइंट्स होते हैं, उदाहरण के लिए, 218 K (-55 °C) और 620 MPa (6120 atm) पर बर्फ II, बर्फ V और बर्फ VI की सहसंघ स्थितियों के लिए।

उन उच्च दाब वाले बर्फ के रूप में जो तरल के संतुलन में विद्यामान हो सकते हैं, आरेख में दिखाया गया है कि गलनांक दाब के साथ बढ़ते हैं। 273 K (0 °C) से ऊपर के तापमानों में, जल वाष्प पर दाब बढ़ाने से पहले तरल जल और फिर उच्च दाब बर्फ के रूप में परिणाम प्राप्त होता है। 251–273 K की सीमा में, सर्वप्रथम बर्फ I बनती है, उसके पश्चात तरल जल और फिर बर्फ III या बर्फ V, और उसके पश्चात अन्य और भी अधिक सघन उच्च दबाव वाले रूप बनते हैं।

जल के प्रावस्था आरेख में उच्च दाब वाले रूप जैसे बर्फ II, बर्फ III आदि को सम्मिलित  करता हुआ चित्रण नीचे दिखाया गया है। दाब अक्ष का लघुगणक होता है। इन चरणों के विस्तृत वर्णनों के लिए, 'बर्फ' देखें।
जल के विभिन्न ट्रिपल प्वाइंट्स
साम्यावस्था में प्रावस्थाऐं दाब तापमान
तरल जल, बर्फ Ih, और जल वाष्प 611.657 Pa[7] 273.16 K (0.01 °C)

तरल जल, बर्फ Ih, और बर्फ III

209.9 MPa 251 K (−22 °C)
तरल जल, बर्फ III, और बर्फ V

350.1 MPa

−17.0 °C
तरल जल, बर्फ V, और बर्फ VI 632.4 MPa 0.16 °C
बर्फ Ih, बर्फ II, और बर्फ III 213 MPa −35 °C
बर्फ II, बर्फ III, और बर्फ V 344 MPa −24 °C
बर्फ II, बर्फ V, और बर्फ VI 626 MPa −70 °C

ट्रिपल-पॉइंट सेल

ट्रिपल प्वाइंट सेल्स को तापमापकों के अंशांकन में उपयोग किया जाता है। यथार्थ मापकर्म में, ट्रिपल प्वाइंट सेल्स सामान्यतः उच्चतम शुद्ध रासायनिक पदार्थ से भरा जाता है, जैसे हाइड्रोजन, आर्गन, मर्क्युरी, या पानी (जो चाहे उच्चतम तापमान हो)। इन पदार्थों की शुद्धता इतनी होती है कि एक मिलियन में से केवल एक भाग ही संदूषित पदार्थ (कंटामिनेंट) होता है, जिसे "सिक्स नाईन्स" कहा जाता है क्योंकि यह 99.9999% शुद्ध होता है। ट्रिपल प्वाइंट के क्षीण  परिवर्तनों के कारण जैविक आवश्यकता के आधार पर विशेष समस्थानिक संघटन (जल के लिए, वीएसएमओडब्ल्यू) का उपयोग किया जाता है। ट्रिपल प्वाइंट सेल्स इतना प्रभावी होता हैं कि तापमान मापकों के अंतर्राष्ट्रीय मानक कार्यक्रम आईटीएस-90 में हाइड्रोजन, नीयॉन, ऑक्सीजन, आर्गन, मर्क्युरी, और जल के ट्रिपल प्वाइंट सेल्स का उपयोग छह परिभाषित तापमान स्थानों का निर्धारण करने के लिए किया जाता है।

ट्रिपल पॉइंट्स की तालिका

यह तालिका कई पदार्थों के गैस-द्रव-ठोस ट्रिपल प्वाइंट को सूचीबद्ध करती है। यदि अन्यथा निर्दिष्ट नहीं किया गया हो, तो डेटा अमेरिकी राष्ट्रीय मानक ब्यूरो (अब एनआईएसटी, राष्ट्रीय मानक एवं प्रौद्योगिकी संस्थान) से प्राप्त हुआ है।[8]

पदार्थ T [K] (°C)

p [kPa]* (atm)

एसिटिलीन 192.4 K (−80.7 °C) 120 kPa (1.2 atm)
अमोनिया 195.40 K (−77.75 °C) 6.060 kPa (0.05981 atm)
आर्गन 83.8058 K (−189.3442 °C) 68.9 kPa (0.680 atm)
आर्सेनिक 1,090 K (820 °C) 3,628 kPa (35.81 atm)
ब्यूटेन[9] 134.6 K (−138.6 °C) 7×10−4 kPa (6.9×10−6 atm)
कार्बन (ग्रेफाइट) 4,765 K (4,492 °C) 10,132 kPa (100.00 atm)
कार्बन डाईऑक्साइड 216.55 K (−56.60 °C) 517 kPa (5.10 atm)
कार्बन मोनोआक्साइड 68.10 K (−205.05 °C) 15.37 kPa (0.1517 atm)
क्लोरोफार्म 175.43 K (−97.72 °C)[citation needed] 0.870 kPa (0.00859 atm)[citation needed]
Deuterium 18.63 K (−254.52 °C) 17.1 kPa (0.169 atm)
ईथेन 89.89 K (−183.26 °C) 1.1×10−3 kPa (1.1×10−5 atm)
एथेनॉल[10] 150 K (−123 °C) 4.3×10−7 kPa (4.2×10−9 atm)
इथाइलीन 104.0 K (−169.2 °C) 0.12 kPa (0.0012 atm)
फॉर्मिक अम्ल[11] 281.40 K (8.25 °C) 2.2 kPa (0.022 atm)
हीलियम-4 हीलियम-4 (वाष्प-He-I-He-II)[12] 2.1768 K (−270.9732 °C) 5.048 kPa (0.04982 atm)
हीलियम-4 (hcpbcc−He-II)[13] 1.463 K (−271.687 °C) 26.036 kPa (0.25696 atm)
हीलियम-4 (bcc−He-I−He-II)[13] 1.762 K (−271.388 °C) 29.725 kPa (0.29336 atm)
हीलियम-4 (hcp−bcc−He-I)[13] 1.772 K (−271.378 °C) 30.016 kPa (0.29623 atm)
हेक्साफ्लोरोइथेन[14] 173.08 K (−100.07 °C) 26.60 kPa (0.2625 atm)
हाइड्रोजन 13.8033 K (−259.3467 °C) 7.04 kPa (0.0695 atm)
हाइड्रोजन-1 (Protium)[15] 13.96 K (−259.19 °C) 7.18 kPa (0.0709 atm)
हाइड्रोजन क्लोराइड 158.96 K (−114.19 °C) 13.9 kPa (0.137 atm)
आयोडीन[16] 386.65 K (113.50 °C) 12.07 kPa (0.1191 atm)
आइसोबुटेन[17] 113.55 K (−159.60 °C) 1.9481×10−5 kPa (1.9226×10−7 atm)
क्रिप्टन 115.76 K (−157.39 °C) 74.12 kPa (0.7315 atm)
पारा 234.3156 K (−38.8344 °C) 1.65×10−7 kPa (1.63×10−9 atm)
मीथेन 90.68 K (−182.47 °C) 11.7 kPa (0.115 atm)
नियॉन 24.5561 K (−248.5939 °C) 43.332 kPa (0.42765 atm)
नाइट्रिक ऑक्साइड 109.50 K (−163.65 °C) 21.92 kPa (0.2163 atm)
नाइट्रोजन 63.18 K (−209.97 °C) 12.6 kPa (0.124 atm)
नाइट्रस ऑक्साइड 182.34 K (−90.81 °C) 87.85 kPa (0.8670 atm)
ऑक्सीजन 54.3584 K (−218.7916 °C) 0.14625 kPa (0.0014434 atm)
पैलेडियम 1,825 K (1,552 °C) 3.5×10−3 kPa (3.5×10−5 atm)
प्लैटिनम 2,045 K (1,772 °C) 2×10−4 kPa (2.0×10−6 atm)
रेडॉन 202 K (−71 °C) 70 kPa (0.69 atm)
(मोनो) सिलेन[18] 88.48 K (−184.67 °C) 0.019644 kPa (0.00019387 atm)
सल्फर डाइऑक्साइड 197.69 K (−75.46 °C) 1.67 kPa (0.0165 atm)
टाइटेनियम 1,941 K (1,668 °C) 5.3×10−3 kPa (5.2×10−5 atm)
यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड 337.17 K (64.02 °C) 151.7 kPa (1.497 atm)
जल[4][5] 273.16 K (0.01 °C) 0.611657 kPa (0.00603659 atm)
ज़ेनॉन 161.3 K (−111.8 °C) 81.5 kPa (0.804 atm)
जिंक 692.65 K (419.50 °C) 0.065 kPa (0.00064 atm)

टिप्पणियाँ:

  • तुलना के लिए, सामान्य वायुमंडलीय दाब 101.325 kPa (1 atm) होता है।
  • एसआई इकाइयों की नई परिभाषा से पहले, जल का ट्रिपल पॉइंट, 273.16 के, एक यथार्थ संख्या है।

यह भी देखें

संदर्भ

  1. IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). Online corrected version: (1994) "Triple point". doi:10.1351/goldbook.T06502.
  2. Definition of the kelvin at BIPM.
  3. James Thomson (1873) "A quantitative investigation of certain relations between the gaseous, the liquid, and the solid states of water-substance", Proceedings of the Royal Society, 22 : 27–36. From a footnote on page 28: " … the three curves would meet or cross each other in one point, which I have called the triple point".
  4. 4.0 4.1 International Equations for the Pressure along the Melting and along the Sublimation Curve of Ordinary Water Substance. W. Wagner, A. Saul and A. Pruss (1994), J. Phys. Chem. Ref. Data, 23, 515.
  5. 5.0 5.1 Murphy, D. M. (2005). "वायुमंडलीय अनुप्रयोगों के लिए बर्फ और सुपरकूल्ड पानी के वाष्प दबावों की समीक्षा". Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society. 131 (608): 1539–1565. Bibcode:2005QJRMS.131.1539M. doi:10.1256/qj.04.94. S2CID 122365938.
  6. Carr, Michael H. (2007). मंगल की सतह. Cambridge University Press. p. 5. ISBN 978-0-521-87201-0.
  7. Murphy, D. M. (2005). "Review of the vapour pressures of ice and supercooled water for atmospheric applications". Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society. 131 (608): 1539–1565. Bibcode:2005QJRMS.131.1539M. doi:10.1256/qj.04.94. S2CID 122365938.
  8. Cengel, Yunus A.; Turner, Robert H. (2004). थर्मल-द्रव विज्ञान के मूल तत्व. Boston: McGraw-Hill. p. 78. ISBN 0-07-297675-6.
  9. See Butane (data page)
  10. See Ethanol (data page)
  11. See Formic acid (data page)
  12. Donnelly, Russell J.; Barenghi, Carlo F. (1998). "The Observed Properties of Liquid Helium at the Saturated Vapor Pressure". Journal of Physical and Chemical Reference Data. 27 (6): 1217–1274. Bibcode:1998JPCRD..27.1217D. doi:10.1063/1.556028.
  13. 13.0 13.1 13.2 Hoffer, J. K.; Gardner, W. R.; Waterfield, C. G.; Phillips, N. E. (April 1976). "Thermodynamic properties of 4He. II. The bcc phase and the P-T and VT phase diagrams below 2 K". Journal of Low Temperature Physics. 23 (1): 63–102. Bibcode:1976JLTP...23...63H. doi:10.1007/BF00117245. S2CID 120473493.
  14. See Hexafluoroethane (data page)
  15. "Protium | isotope | Britannica".
  16. Walas, S. M. (1990). Chemical Process Equipment – Selection and Design. Amsterdam: Elsevier. p. 639. ISBN 0-7506-7510-1.
  17. See Isobutane (data page)
  18. "Silane-Gas Encyclopedia". Gas Encyclopedia. Air Liquide.


बाहरी संबंध