27-05-2023
Фазовые переходы |
---|
Статья является частью серии «Термодинамика». |
Понятие фазы |
Равновесие фаз |
Квантовый фазовый переход |
Разделы термодинамики |
Начала термодинамики |
Уравнение состояния |
Термодинамические величины |
Термодинамические потенциалы |
Термодинамические циклы |
Фазовые переходы |
править |
См. также «Физический портал» |
Критическая точка — сочетание значений температуры и давления (или, что эквивалентно, молярного объёма ), при которых исчезает различие в свойствах жидкой и газообразной фаз вещества.
Критическая температура фазового перехода — значение температуры в критической точке. При температуре выше критической температуры газ невозможно сконденсировать ни при каком давлении.
В критической точке плотность жидкости и её насыщенного пара становятся равны, а поверхностное натяжение жидкости падает до нуля, потому исчезает граница раздела фаз жидкость-пар.
Для смеси веществ критическая температура не является постоянной величиной и может быть представлена пространственной кривой (зависящей от пропорции составляющих компонентов), крайними точками которой являются критические температуры чистых веществ — компонентов рассматриваемой смеси.
Критической точке на диаграмме состояния вещества соответствуют предельные точки на кривых равновесия фаз, в окрестностях точки фазовое равновесие нарушается, происходит потеря термодинамической устойчивости по плотности вещества. По одну сторону от критической точки вещество однородно (обычно при ), а по другую — разделяется на жидкость и пар.
В окрестностях точки наблюдаются критические явления: из-за роста характеристических размеров флуктуаций плотности резко усиливается рассеяние света при прохождении через вещество — при достижении размеров флуктуаций порядков сотен нанометров, т. е. длин волн света, вещество становится непрозрачным — наблюдается его критическая опалесценция. Рост флуктуаций приводит также к усилению поглощения звука и росту его дисперсии, изменению характера броуновского движения, аномалиям вязкости, теплопроводности, замедлению установления теплового равновесия и т. п.
Практически явление критической точки было обнаружено при нагревании жидкости, частично заполняющей запаянную трубку. По мере нагрева мениск постепенно терял свою кривизну, становясь всё более плоским, а при достижении критической температуры переставал быть различимым.
Вещество | |||
---|---|---|---|
Единицы | Кельвины | Атмосферы | см³/моль |
Водород | 33,0 | 12,8 | 61,8 |
Кислород | 154,8 | 50,1 | 74,4 |
Ртуть | 1750 | 1500 | 44 |
Этанол | 516,3 | 63,0 | 167 |
Диоксид углерода | 304,2 | 72,9 | 94,0 |
Вода | 647 | 218,3 | 56 |
Азот | 126.25 | ||
Аргон | 150.86 | ||
Бром | 588 | ||
Гелий | 5.19 | ||
Йод | 819 | ||
Криптон | 209.45 | ||
Ксенон | 289.73 | ||
Мышьяк | 1673 | ||
Неон | 44.4 | ||
Радон | 378 | ||
Селен | 1766 | ||
Сера | 1314 | ||
Фосфор | 994 | ||
Фтор | 144.3 | ||
Хлор | 416.95 |
Критические точки существуют не только для чистых веществ, но и, в некоторых случаях, для их смесей и определяют параметры потери устойчивости смеси (с разделом фаз) — раствор (одна фаза). Примером такой смеси может служить смесь фенол-вода.
Это заготовка статьи по физике. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её. |
Термодинамические состояния вещества | |
---|---|
Твёрдое тело | |
Жидкость |
Электролит • Перегретая • Переохлаждённая • Расплав (Критическая точка • Температура кипения) |
Газ | |
Плазма |
Электромагнитная • Кварк-глюонная • Глазма |
См. также |
Сверхкритическая жидкость • Вырожденный газ • Конденсат Бозе — Эйнштейна • Странная материя • Кривая охлаждения • Твёрдый гелий (λ-точка) • Квантовая жидкость (Сверхтекучесть • Сверхтекучее твёрдое тело) • Дисперсная система (Раствор • Коллоидные • Грубодисперсная • Свободнодисперсная коллоидная (Дым • Золи)) • Термодинамическая фаза • Фазовый переход • Нормальные и стандартные условия • Статистика Ферми — Дирака • Уравнение состояния • Теория катастроф |
Критическая температура фазового перехода.