Крытычны пункт, тэрмадынаміка

З пляцоўкі Вікіпедыя
Перайсці да: рух, знайсці
Фазавыя пераходы
Thermodynamics navigation image.svg
Артыкул з'яўляецца часткай серыі «Тэрмадынаміка».
Паняцце фазы
Раўнавага фаз
Квантавы фазавы пераход
Раздзелы тэрмадынамікі
Пачаткі тэрмадынамікі
Ураўненне стану
Тэрмадынамічныя велічыні
Тэрмадынамічныя патэнцыялы
Тэрмадынамічныя цыклы
Фазавыя пераходы
правіць
Гл. таксама «Фізічны партал»

Крытычны пункт — спалучэнне значэнняў тэмпературы \! T_{crit} і ціску \! P_{crit} (ці, што эквівалентна, малярных аб'ёмаў \! V_{crit}), пры якіх знікае адрозненне ва ўласцівасцях вадкай і газападобнай фаз рэчыва.

Крытычная тэмпература фазавага пераходу — значэнне тэмпературы ў крытычным пункце. Пры тэмпературы вышэй крытычнай газ немагчыма скандэнсаваць ні пры якім ціску.

Фізічнае значэнне[правіць | правіць зыходнік]

У крытычным пункце шчыльнасць вадкасці і яе насычанай пары становяцца роўныя, а павярхневае нацяжэнне вадкасці падае да нуля, таму знікае мяжа падзелу фаз вадкасць-пара.

Для сумесі рэчываў крытычная тэмпература не з'яўляецца пастаяннай велічынёй і можа быць прадстаўлена прасторавай крывой (якая залежыць ад прапорцыі складнікаў кампанентаў), крайнімі кропкамі якой з'яўляюцца крытычныя тэмпературы чыстых рэчываў — кампанентаў разгляданай сумесі.

Крытычнаму пункту на дыяграме стану рэчывы адпавядаюць гранічныя кропкі на крывых раўнавагі фаз, у ваколіцах пункту фазавая раўнавага парушаецца, адбываецца страта тэрмадынамічнай устойлівасці па шчыльнасці рэчыва. Па адзін бок ад крытычнага пункта рэчыва аднароднае (звычайна пры \! T > T_{crit}), а па другі — падзяляецца на вадкасць і пару.

У наваколлі пункта назіраюцца крытычныя з'явы: з-за росту характарыстычных памераў флуктуацый шчыльнасці рэзка ўзмацняецца рассейванне святла пры праходжанні праз рэчыва — пры дасягненні памераў флуктуацый парадкаў соцень нанаметраў, г.зн. даўжынь хваль святла, рэчыва становіцца непразрыстым. Рост флуктуацый прыводзіць таксама да ўзмацнення паглынання гуку і росту яго дысперсіі, змены характару броўнаўскага руху, анамалій вязкасці, цеплаправоднасці, запаволення ўстанаўлення цеплавой раўнавагі і т. п.

На гэтай тыповай фазавай дыяграме мяжа між вадкай і газападобнай фазай намалявана ў выглядзе крывой, якая пачынаецца у трайным пункце і канчаецца у крытычным пункце.

Гісторыя[правіць | правіць зыходнік]

Практычна з'ява крытычнага пункта была выяўлена пры награванні вадкасці, якая часткова запаўняе запаяную трубку. Па меры нагрэву меніск паступова губляў сваю крывізну і станавіўся ўсё больш плоскім, а пры дасягненні крытычнай тэмпературы пераставаў быць бачным.

Параметры крытычных пунктаў некаторых рэчываў
Рэчыва \! T_{crit} \! P_{crit} \! V_{crit}
Адзінкі Кельвіны Атмасферы см³/моль
Вадарод 33,0 12,8 61,8
Кісларод 154,8 50,1 74,4
Ртуць 1750 1500 44
Этанол 516,3 63,0 167
Дыяксід вугляроду 304,2 72,9 94,0
Вада 647 218,3 56
Азот 126.25
Аргон 150.86
Бром 588
Гелій 5.19
Ёд 819
Крыптон 209.45
Ксенон 289.73
Мыш'як 1673
Неон 44.4
Радон 378
Селен 1766
Сера 1314
Фосфар 994
Фтор 144.3
Хлор 416.95

Крытычныя пункты існуюць не толькі для чыстых рэчываў, але і, у некаторых выпадках, для іх сумесей і вызначаюць параметры страты ўстойлівасці сумесі (з падзелам фаз) — раствор (адна фаза). Прыкладам такой сумесі можа служыць сумесь фенол-вада.