Ջրի գոլորշիների կրիտիկական կետը. Կրիտիկական կետ. Փորձարարական և տեսական իզոթերմներ

| | |
Կրիտիկական կետ- ջերմաստիճանի և ճնշման (կամ, համարժեք, մոլային ծավալի) արժեքների համակցություն, որի դեպքում անհետանում է նյութի հեղուկ և գազային փուլերի հատկությունների տարբերությունը:

Կրիտիկական ջերմաստիճան փուլային անցում - ջերմաստիճանի արժեքը կրիտիկական կետում. Կրիտիկական ջերմաստիճանից բարձր գազը չի կարող խտանալ որևէ ճնշման տակ:

Ֆիզիկական իմաստ

Կրիտիկական կետում հեղուկի և նրա հագեցած գոլորշու խտությունը հավասարվում է, և հեղուկի մակերևութային լարվածությունը իջնում ​​է զրոյի, ուստի հեղուկ-գոլորշի փուլի սահմանը անհետանում է:

Նյութերի խառնուրդի համար կրիտիկական ջերմաստիճանը չէ հաստատուն արժեքև կարող է ներկայացվել տարածական կորով (կախված բաղկացուցիչ բաղադրիչների համամասնությունից), ծայրահեղ կետերորոնք են մաքուր նյութերի` խնդրո առարկա խառնուրդի բաղադրիչների կրիտիկական ջերմաստիճանները:

Նյութի ֆազային դիագրամի կրիտիկական կետը համապատասխանում է կետի մոտակայքում գտնվող փուլային հավասարակշռության սահմանափակող կետերին, ֆազային հավասարակշռությունը խախտվում է, և տեղի է ունենում նյութի խտության թերմոդինամիկական կայունության կորուստ: Կրիտիկական կետի մի կողմում նյութը միատարր է (սովորաբար ժամը), իսկ մյուս կողմից այն բաժանվում է հեղուկի և գոլորշու:

Կետի մոտակայքում նկատվում են կրիտիկական երևույթներ. խտության տատանումների բնորոշ չափերի մեծացման պատճառով լույսի ցրումը կտրուկ մեծանում է նյութի միջով անցնելիս, երբ տատանումների չափը հասնում է հարյուրավոր նանոմետրերի, այսինքն. , լույսի ալիքի երկարությունները, նյութը դառնում է անթափանց – նկատվում է նրա կրիտիկական անթափանցությունը։ Տատանումների աճը նաև հանգեցնում է ձայնի կլանման ավելացման և դրա ցրվածության ավելացման, բնավորության փոփոխության Բրաունյան շարժում, մածուցիկության անոմալիաներ, ջերմահաղորդականություն, ջերմային հավասարակշռության հաստատման դանդաղում և այլն։

Այս բնորոշ փուլային դիագրամհեղուկ և գազային փուլերի միջև սահմանը պատկերված է որպես կոր, որը սկսվում է եռակի կետից և ավարտվում կրիտիկական կետով:

Պատմություն

Նյութի կրիտիկական վիճակի ֆենոմենն առաջին անգամ հայտնաբերվել է 1822 թվականին Չարլզ Կագնյարդ դե Լա Տուրի կողմից, իսկ 1860 թվականին այն կրկին հայտնաբերել է Դ.Ի. Համակարգային հետազոտությունները սկսվել են Թոմաս Էնդրյուսի աշխատանքով։ Գործնականում կրիտիկական կետի երևույթը կարելի է դիտարկել, երբ տաքացնում են հեղուկը, որը մասամբ լցնում է կնքված խողովակը: Քանի որ meniscus-ը տաքանում է, այն աստիճանաբար կորցնում է իր կորությունը՝ դառնալով ավելի ու ավելի հարթ, և երբ հասնում է կրիտիկական ջերմաստիճանի, այն դադարում է տարբերվել։

Որոշ նյութերի կրիտիկական կետերի պարամետրերը

Նյութ
Միավորներ	Քելվիններ	Մթնոլորտներ	սմ³/մոլ
Ջրածին	33,0	12,8	61,8
Թթվածին	154,8	50,1	74,4
Մերկուրի	1750	1500	44
Էթանոլ	516,3	63,0	167
Ածխածնի երկօքսիդ	304,2	72,9	94,0
Ջուր	647	218,3	56
Ազոտ	126.25	33,5
Արգոն	150.86	48,1
Բրոմ	588	102
Հելիում	5.19	2,24
Յոդ	819	116
Կրիպտոն	209.45	54,3
Քսենոն	289.73	58
Արսեն	1673
Նեոն	44.4	27,2
Ռադոն	378
Սելեն	1766
Ծծումբ	1314
Ֆոսֆոր	994
Ֆտորին	144.3	51,5
Քլոր	416.95	76

Կրիտիկական կետեր գոյություն ունեն ոչ միայն մաքուր նյութերի, այլ նաև որոշ դեպքերում դրանց խառնուրդների համար և որոշում են խառնուրդի կայունության կորստի պարամետրերը (փուլային տարանջատմամբ)՝ լուծույթ (մեկ փուլ): Նման խառնուրդի օրինակ է ֆենոլ-ջուր խառնուրդը:

Պարզ գազերը կրիտիկական կետում, ըստ որոշ տվյալների, ունեն գերբարձր խտության սեղմվելու հատկություն՝ առանց ճնշման ավելացման, ենթակա են կրիտիկական կետին հավասար ջերմաստիճանի և մաքրության բարձր աստիճանի խիստ պահպանման (օտար գազի մոլեկուլները դառնում են. գազային փուլին անցման միջուկներ, ինչը հանգեցնում է ավալանշային ճնշման բարձրացման): Այլ կերպ ասած, նյութը սեղմված է գազի պես, բայց պահպանում է հեղուկի ճնշմանը հավասար ճնշում։ Գործնականում այս էֆեկտի իրականացումը թույլ կտա գերխիտ գազի պահեստավորում:

Նյութի թերմոդինամիկական վիճակներ
Պինդ	Ամորֆ մարմիններ (Ապակի վիճակ) Բյուրեղներ (Միաբյուրեղ պոլիբյուրեղային բյուրեղյա) Գերհեղուկ պինդ
Հեղուկ	Հալվել գերտաքացված գերսառեցված գերկրիտիկական հեղուկ Քվանտային հեղուկ (գերհոսունություն) Հեղուկ բյուրեղ
Գազ	Այլասերված գազային գոլորշի
Պլազմա	Էլեկտրամագնիսական քվարկ-գլյուոն գլազմա
Ցրված համակարգեր	Գելեր (Aerogel) Solutions Կոլոիդային համակարգեր Կոպիտ ցրված Ազատ ցրված կոլոիդային Smoke Sol Suspension Emulsion
Փուլային անցումներ	Թերմոդինամիկական փուլ Հալման բյուրեղացում Սուբլիմացիա Ապասուբլիմացիա Եռման Գոլորշիացում Գոլորշիացում Կոնդենսացիա Կրիտիկական կետ
Տես նաև	Նորմալ և ստանդարտ պայմաններ Fermi - Dirac վիճակագրություն Վիճակի հավասարում

Կրիտիկական կետ (թերմոդինամիկա) Տեղեկություն մասին

Նյութի գերկրիտիկական վիճակն առաջին անգամ հայտնաբերեց Կագնիարդ դե լա Տուրը 1822 թվականին՝ տաքացնելով տարբեր հեղուկներ ամուր փակ մետաղական գնդիկի մեջ (գնդաձև ձևն ընտրվել էր այնպես, որ անոթը կարողանա դիմակայել առավելագույն հնարավոր ճնշմանը)։ Գնդակի ներսում, բացի հեղուկից, նա տեղադրել է պարզ սենսոր՝ փոքրիկ խճաքար։ Ջեռուցման գործընթացում գնդակը թափահարելով՝ Կագնիարդ դե լա Տուրը պարզել է, որ այն ձայնը, որ արձակում է խճաքարը, երբ այն բախվում է գնդակի պատին, կտրուկ փոխվում է որոշակի պահին՝ այն դառնում է ձանձրալի և թույլ։ Յուրաքանչյուր հեղուկի համար դա տեղի ունեցավ խիստ սահմանված ջերմաստիճանում, որը սկսեց կոչվել Կանարա դե լա Տուր կետ: Իրական հետաքրքրությունը նոր երևույթի նկատմամբ առաջացել է 1869 թվականին՝ Թ.Էնդրյուսի փորձերից հետո։ Փորձարկումներ կատարելով հաստ պատերով ապակե խողովակներում՝ նա ուսումնասիրել է CO 2-ի հատկությունները, որը հեշտությամբ հեղուկանում է աճող ճնշման հետ։ Արդյունքում, նա պարզեց, որ 31 ° C և 7,2 ՄՊա ջերմաստիճանում, մենիսկը, հեղուկը և գազով լցված տարածությունը բաժանող սահմանը, անհետանում է, և ամբողջ ծավալը միատեսակ լցված է կաթնասպիտակ օպալեսցենտ հեղուկով: Ջերմաստիճանի հետագա բարձրացմամբ այն արագորեն դառնում է թափանցիկ և շարժական՝ բաղկացած հոսքերի նմանվող անընդհատ հոսող շիթերից։ տաք օդտաքացվող մակերեսի վրա: Ջերմաստիճանի և ճնշման հետագա աճը տեսանելի փոփոխությունների չի հանգեցրել։

Նա այն կետը, որտեղ տեղի է ունենում նման անցում, անվանել է կրիտիկական, իսկ նյութի վիճակը, որը գտնվում է այս կետից վեր՝ գերկրիտիկական: Չնայած այն հանգամանքին, որ այն արտաքուստ հեղուկ է հիշեցնում, այժմ դրա համար կիրառվում է հատուկ տերմին՝ գերկրիտիկական հեղուկ (սկսած. Անգլերեն բառհեղուկ, այսինքն՝ «հոսել»): Ժամանակակից գրականության մեջ գերկրիտիկական հեղուկների կրճատ անվանումն է SCF։

Կրիտիկական կետ.

Երբ ջերմաստիճանը կամ ճնշումը փոխվում է, տեղի են ունենում փոխադարձ անցումներ. պինդ - հեղուկ - գազ, օրինակ, երբ տաքացվում է, պինդը վերածվում է հեղուկի, երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է կամ ճնշումը նվազում է, հեղուկը վերածվում է գազի. Այս բոլոր անցումները սովորաբար շրջելի են: IN ընդհանուր տեսարանդրանք ներկայացված են նկարում.

Գազային, հեղուկ և պինդ վիճակների շրջանները սահմանազատող գծերի դիրքը, ինչպես նաև եռակի կետի դիրքը, որտեղ այս երեք շրջանները միանում են, տարբեր են յուրաքանչյուր նյութի համար։ Գերկրիտիկական շրջանը սկսվում է կրիտիկական կետից (նշվում է աստղանիշով), որն անշուշտ բնութագրվում է երկու պարամետրով՝ ջերմաստիճան և ճնշում (նույնը, ինչ եռման կետը)։ Կրիտիկական մակարդակից ցածր ջերմաստիճանի կամ ճնշման նվազումը նյութը հեռացնում է գերկրիտիկական վիճակից:

Կրիտիկական կետի առկայության փաստը թույլ տվեց հասկանալ, թե ինչու որոշ գազեր, օրինակ՝ ջրածինը, ազոտը, թթվածինը, երկար ժամանակ հնարավոր չէին հեղուկ վիճակում ստանալ՝ օգտագործելով ավելացված ճնշումը, այդ իսկ պատճառով դրանք նախկինում կոչվում էին մշտական։ գազեր (լատ. permanentis - մշտական): Վերոնշյալ նկարից երևում է, որ հեղուկ փուլի գոյության շրջանը գտնվում է կրիտիկական ջերմաստիճանի գծից ձախ։ Այսպիսով, ցանկացած գազ հեղուկացնելու համար այն նախ պետք է սառեցնել մինչև կրիտիկական ջերմաստիճանից ցածր ջերմաստիճան: Գազերը, ինչպիսիք են CO 2 կամ Cl 2-ը, ունեն սենյակային ջերմաստիճանից բարձր կրիտիկական ջերմաստիճան (համապատասխանաբար 31 ° C և 144 ° C), ուստի դրանք կարող են հեղուկացվել սենյակային ջերմաստիճանում միայն ճնշումը բարձրացնելով: Ազոտը կրիտիկական ջերմաստիճան ունի շատ ավելի ցածր, քան սենյակային ջերմաստիճանը՝ –239,9 ° C, հետևաբար, եթե դուք սեղմում եք ազոտը նորմալ պայմաններում (ելակետ դեղինստորև բերված նկարում), այնուհետև, ի վերջո, կարելի է հասնել գերկրիտիկական շրջանին, բայց հեղուկ ազոտ չի կարող ձևավորվել: Անհրաժեշտ է նախ սառեցնել ազոտը կրիտիկական ջերմաստիճանից ցածր (կանաչ կետ), այնուհետև, ճնշումը մեծացնելով, հասնել այն տարածքին, որտեղ հնարավոր է հեղուկի առկայությունը՝ կարմիր կետ ( պինդ վիճակազոտը հնարավոր է միայն շատ բարձր ճնշման դեպքում, ուստի համապատասխան տարածքը ներկայացված չէ նկարում).

Իրավիճակը նման է ջրածնի և թթվածնի դեպքում (կրիտիկական ջերմաստիճանները համապատասխանաբար –118,4°C, –147°C են), ուստի նախքան հեղուկացումը դրանք նախ սառչում են մինչև կրիտիկական ջերմաստիճանից ցածր ջերմաստիճան, և միայն դրանից հետո ճնշումը մեծանում է։

Գերկրիտիկական վիճակ

հնարավոր է հեղուկ և գազային նյութերի մեծ մասի համար, միայն անհրաժեշտ է, որ նյութը չքայքայվի կրիտիկական ջերմաստիճանում: Նյութերը, որոնց համար նման վիճակն առավել հեշտ է ձեռք բերել (այսինքն՝ անհրաժեշտ է համեմատաբար ցածր ջերմաստիճան և ճնշում), ներկայացված են գծապատկերում.

Նշված նյութերի համեմատ ջրի համար կրիտիկական կետը հասնում է մեծ դժվարությամբ tcr = 374,2 ° C և pcr = 21,4 ՄՊա:

1880-ականների կեսերից կրիտիկական կետը համընդհանուր ճանաչվել է որպես նյութի կարևոր ֆիզիկական պարամետր, ինչպես հալման կամ եռման կետը: SCF-ի խտությունը բացառիկ ցածր է, օրինակ՝ SCF-ի տեսքով ջուրն ունի երեք անգամ ավելի ցածր խտություն, քան նորմալ պայմաններում։ Բոլոր SCF-ներն ունեն չափազանց ցածր մածուցիկություն:

Գերկրիտիկական հեղուկները հեղուկի և գազի խաչմերուկ են: Նրանք կարող են սեղմվել գազերի պես (սովորական հեղուկները գործնականում չեն սեղմվում) և, միևնույն ժամանակ, ունակ են լուծելու պինդ նյութերը, ինչը բնորոշ չէ գազերին։ Գերկրիտիկական էթանոլը (234°C-ից բարձր ջերմաստիճանում) շատ հեշտությամբ լուծում է որոշ անօրգանական աղեր (CoCl 2, KBr, KI): Ածխածնի երկօքսիդը, ազոտի օքսիդը, էթիլենը և որոշ այլ գազեր SCF վիճակում ձեռք են բերում բազմաթիվ օրգանական նյութեր՝ կամֆորա, ստեարաթթու, պարաֆին և նաֆթալին լուծելու հատկություն։ Գերկրիտիկական CO 2-ի հատկությունները որպես լուծիչ կարող են ճշգրտվել. ճնշման աճով կտրուկ մեծանում է դրա լուծարման ունակությունը.

Գերկրիտիկական վիճակի տեսողական դիտարկման համար իրականացված փորձերը վտանգավոր էին, քանի որ ամեն ապակե ամպուլա չէ, որ կարող է դիմակայել տասնյակ ՄՊա ճնշմանը։ Ավելի ուշ, որպեսզի որոշեն այն պահը, երբ նյութը դառնում է հեղուկ, ապակե խողովակներում տեսողական դիտարկումների փոխարեն նրանք վերադարձան Կագնիարդ դե լա Տուրի օգտագործած տեխնիկային մոտ։ Օգտագործելով հատուկ սարքավորում, նրանք սկսեցին չափել ձայնի արագությունը ուսումնասիրվող միջավայրում այն ​​պահին, երբ հասավ կրիտիկական կետին, տարածման արագությանը ձայնային ալիքներկտրուկ ընկնում է.

SCF-ի կիրառում.

1980-ականների կեսերին տեղեկատու գրքերը տեղեկություններ էին պարունակում հարյուրավոր անօրգանական և օրգանական նյութերի կրիտիկական պարամետրերի մասին, սակայն SCF-ի անսովոր հատկությունները դեռևս չեն օգտագործվել:

Գերկրիտիկական հեղուկները լայն տարածում գտան միայն 1980-ականներին, երբ ընդհանուր մակարդակԱրդյունաբերության զարգացումը հնարավորություն տվեց լայնորեն հասանելի դարձնել SCF-ի ձեռքբերման կայանքները: Այդ պահից սկսվեց գերկրիտիկական տեխնոլոգիաների ինտենսիվ զարգացումը։ Հետազոտողները հիմնականում կենտրոնացել են SCF-ի բարձր լուծելիության վրա: Համեմատած ավանդական մեթոդների հետ՝ գերկրիտիկական հեղուկների օգտագործումն ապացուցել է, որ շատ արդյունավետ է: SCF-ը ոչ միայն լավ լուծիչներ են, այլ նաև բարձր դիֆուզիոն գործակից ունեցող նյութեր, այսինքն. դրանք հեշտությամբ թափանցում են տարբեր խորը շերտերի մեջ պինդ նյութերև նյութեր։ Ամենալայնորեն սկսեց կիրառվել գերկրիտիկական CO 2-ը, որը պարզվեց, որ լուծիչ է օրգանական միացությունների լայն շրջանակի համար։ Ածխածնի երկօքսիդը դարձել է գերկրիտիկական տեխնոլոգիաների աշխարհում առաջատարը, քանի որ այն ունի մի շարք առավելություններ: Բավականին հեշտ է այն վերածել գերկրիտիկական վիճակի (t cr - 31 ° C, p cr - 73,8 ատմ), բացի այդ, այն ոչ թունավոր է, ոչ դյուրավառ, ոչ պայթուցիկ և, ավելին, էժան և մատչելի: Ցանկացած տեխնոլոգի տեսանկյունից այն ցանկացած գործընթացի իդեալական բաղադրիչ է։ Նրան հատկապես գրավիչն այն է, որ նա կա անբաժանելի մաս մթնոլորտային օդըև հետևաբար չի աղտոտում միջավայրը. Գերկրիտիկական CO 2-ը կարելի է համարել էկոլոգիապես մաքուր լուծիչ:

Դեղագործական արդյունաբերությունը առաջիններից մեկն էր, ով դիմեց նոր տեխնոլոգիային, քանի որ SCF-ն թույլ է տալիս առավել ամբողջական կենսաբանական մեկուսացում: ակտիվ նյութերբուսական նյութերից՝ անփոփոխ պահելով դրանց բաղադրությունը։ Նոր տեխնոլոգիան լիովին համապատասխանում է ժամանակակից սանիտարահիգիենիկ արտադրության ստանդարտներին դեղեր. Բացի այդ, արդյունահանման լուծիչի թորման և դրա հետագա մաքրման փուլը վերացվում է կրկնվող ցիկլերի համար: Ներկայումս կազմակերպվել է այս տեխնոլոգիայի կիրառմամբ որոշ վիտամինների, ստերոիդների և այլ դեղամիջոցների արտադրություն։

Կոֆեինը` դեղամիջոց, որն օգտագործվում է սրտանոթային համակարգի աշխատանքը բարելավելու համար, ստացվում է սուրճի հատիկներից նույնիսկ առանց դրանք նախապես աղալու: Ամբողջական արդյունահանումը ձեռք է բերվում SCF-ի բարձր թափանցող ունակության շնորհիվ: Հացահատիկները տեղադրվում են ավտոկլավում` տարա, որը կարող է դիմակայել բարձր ճնշմանը, այնուհետև դրա մեջ սնվում է գազային CO 2, այնուհետև առաջանում է անհրաժեշտ ճնշում (>73 ատմ), որի արդյունքում CO 2-ը անցնում է գերկրիտիկական: պետություն. Ամբողջ պարունակությունը խառնվում է, որից հետո հեղուկը լուծված կոֆեինի հետ միասին լցնում են բաց տարայի մեջ։ Պայմաններում հայտնաբերված ածխածնի երկօքսիդը մթնոլորտային ճնշում, վերածվում է գազի և թռչում մթնոլորտ, իսկ արդյունահանվող կոֆեինը մնում է բաց տարայի մեջ իր մաքուր ձևով.

Կոսմետիկայի և օծանելիքի արտադրության մեջ SCF տեխնոլոգիաները օգտագործվում են եթերային յուղեր, վիտամիններ և ֆիտոնսիդներ բուսական և կենդանական արտադրանքներից հանելու համար: Արդյունահանված նյութերը չեն պարունակում լուծիչի հետքեր, և նուրբ արդյունահանման մեթոդը թույլ է տալիս պահպանել իրենց կենսաբանական ակտիվությունը:

IN սննդի արդյունաբերություն նոր տեխնոլոգիաթույլ է տալիս նրբորեն քաղել տարբեր բուրավետիչ և անուշաբույր բաղադրիչներ բուսական նյութերից, որոնք ավելացվում են սննդամթերքին:

Ռադիոքիմիան նոր տեխնոլոգիա է օգտագործում բնապահպանական խնդիրները լուծելու համար։ Շատ ռադիոակտիվ տարրեր գերկրիտիկական միջավայրում հեշտությամբ կազմում են կոմպլեքսներ ավելացված օրգանական միացություններով՝ լիգանդներով: Ստացված բարդույթը, ի տարբերություն ռադիոակտիվ տարրի սկզբնական միացության, լուծելի է հեղուկի մեջ և, հետևաբար, հեշտությամբ բաժանվում է նյութի մեծ մասից։ Այդպիսով հնարավոր է դառնում թափոնների հանքերից դուրս հանել ռադիոակտիվ տարրերի մնացորդները, ինչպես նաև ախտահանել ռադիոակտիվ թափոններով աղտոտված հողը:

Հատկապես արդյունավետ է SC լուծիչի միջոցով աղտոտիչների հեռացումը: Գոյություն ունեն հագուստից աղտոտիչները հեռացնելու (գերկրիտիկական քիմմաքրում), ինչպես նաև դրանց արտադրության ընթացքում տարբեր էլեկտրոնային սխեմաների մաքրման ինստալյացիաների նախագծեր։

Բացի նշված առավելություններից, նոր տեխնոլոգիան շատ դեպքերում ավելի էժան է ստացվում, քան ավանդականը։

Գերկրիտիկական լուծիչների հիմնական թերությունն այն է, որ SCF-ով լցված բեռնարկղերը գործում են պարբերական պրոցեսի ռեժիմով՝ հումքի բեռնում ապարատի մեջ, պատրաստի արտադրանքի բեռնաթափում, հումքի թարմ մասի բեռնում: Միշտ չէ, որ հնարավոր է բարձրացնել տեղադրման արտադրողականությունը՝ մեծացնելով սարքերի ծավալը, քանի որ մեծ բեռնարկղերի ստեղծումը, որոնք կարող են դիմակայել 10 ՄՊա ճնշմանը, դժվար տեխնիկական խնդիր է:

Որոշ գործընթացների համար քիմիական տեխնոլոգիաԿարելի էր զարգացնել շարունակական գործընթացներ՝ հումքի մշտական ​​մատակարարում և արդյունքում ստացված արտադրանքի շարունակական թողարկում։ Արտադրողականությունը մեծանում է, քանի որ որ կարիք չկա ժամանակ վատնել բեռնաթափելու և բեռնաթափելու համար։ Այս դեպքում սարքերի ծավալը կարող է զգալիորեն կրճատվել:

Ջրածին գազը շատ լուծելի է գերկրիտիկական CO2-ում, ինչը թույլ է տալիս շարունակական հիդրոգենացում օրգանական միացություններհեղուկ միջավայրում: Հիդրոգենացման կատալիզատոր պարունակող ռեակտորը անընդհատ մատակարարվում է ռեակտիվներով ( օրգանական նյութերև ջրածին), ինչպես նաև հեղուկ։ Արտադրանքը լիցքաթափվում է հատուկ փականի միջոցով, իսկ հեղուկը պարզապես գոլորշիանում է և կարող է հետ վերադարձվել ռեակտոր։ Նկարագրված մեթոդի կիրառմամբ հնարավոր է երկու րոպեում ջրածինացնել սկզբնական միացության գրեթե մեկ կիլոգրամը, իսկ նման արտադրողականությամբ ռեակտորը բառացիորեն տեղավորվում է ձեռքի ափի մեջ։ Շատ ավելի հեշտ է արտադրել այնպիսի փոքր ռեակտոր, որը կարող է դիմակայել բարձր ճնշմանը, քան մեծ ապարատը:

Նման ռեակտորը փորձարկվել է ցիկլոհեքսենի ցիկլոհեքսանի (օգտագործվում է որպես եթերայուղերի և որոշ ռետինների լուծիչ), ինչպես նաև իզոֆորոնի տրիմեթիլցիկլոհեքսանոնի (օրգանական սինթեզում օգտագործվող) հիդրոգենացման գործընթացներում.

Պոլիմերային քիմիայում գերկրիտիկական CO 2-ը հազվադեպ է օգտագործվում որպես պոլիմերացման միջավայր։ Մոնոմերների մեծ մասը լուծվում է դրանում, սակայն պոլիմերացման գործընթացում աճող մոլեկուլը կորցնում է լուծելիությունը շատ ավելի շուտ, քան ժամանակ է ունենում նկատելի աճի։ Այս թերությունը վերածվեց առավելության։ Պայմանականորեն արտադրված պոլիմերներն այնուհետև արդյունավետորեն մաքրվում են կեղտերից՝ վերականգնելով չհակազդող մոնոմերը և պոլիմերացման նախաձեռնիչը՝ օգտագործելով SCF: Բացառիկ բարձր դիֆուզիոն հատկությունների շնորհիվ հեղուկը հեշտությամբ ներթափանցում է պոլիմերային զանգվածի մեջ: Գործընթացը տեխնոլոգիապես առաջադեմ է՝ այն չի պահանջում հսկայական քանակությամբ օրգանական լուծիչներ, որոնք, ի դեպ, դժվար է հեռացնել պոլիմերային զանգվածից։

Բացի այդ, հեղուկով հագեցած պոլիմերները հեշտությամբ ուռչում են՝ ներծծվելով մինչև 30%: ուռչելուց հետո ռետինե օղակը գրեթե կրկնապատկում է իր հաստությունը.

Ճնշման դանդաղ նվազմամբ, նախկին չափը վերականգնվում է: Եթե ​​դուք վերցնում եք կոշտ նյութ, ոչ առաձգական, և կտրուկ ազատում եք ճնշումը ուռչելուց հետո, ապա CO 2-ը արագորեն հեռանում է, թողնելով պոլիմերը միկրոծակոտկեն նյութի տեսքով: Սա, ըստ էության, ծակոտկեն պլաստմասսա արտադրելու նոր տեխնոլոգիա է:

SC հեղուկը անփոխարինելի է պոլիմերային զանգվածում ներկանյութեր, կայունացուցիչներ և տարբեր մոդիֆիկատորներ ներմուծելու համար: Օրինակ՝ պոլիարիլատի մեջ ներմուծվում են պղնձի կոմպլեքսներ, որոնք հետագա կրճատումից հետո ձևավորում են մետաղական պղինձ։ Արդյունքում, պոլիմերից և հավասարաչափ բաշխված մետաղից առաջանում է մաշվածության դիմադրության բարձրացում ունեցող կոմպոզիցիա:

Որոշ պոլիմերներ (պոլիսիլոքսաններ և ֆտորացված պոլիածխաջրածիններ) լուծվում են SC-CO 2-ում 100 0 C-ին մոտ ջերմաստիճանում և 300 ատմ ճնշման դեպքում։ Այս փաստը թույլ է տալիս օգտագործել SCF-ը որպես պայմանական մոնոմերների պոլիմերացման միջավայր: Լուծվող ֆտորացված պոլիածխաջրածինները ավելացվում են պոլիմերացնող ակրիլատին, ընդ որում աճող մոլեկուլը և ֆտորացված «հավելումը» միմյանց պահում են բևեռային փոխազդեցությունների միջոցով: Այսպիսով, ավելացված պոլիմերի ֆտորացված խմբերը խաղում են «լողացողների» դեր, որոնք պահպանում են ամբողջ համակարգը լուծման մեջ: Արդյունքում, աճող պոլիակրիլատի մոլեկուլը չի ​​նստում լուծույթից և կարողանում է մեծ չափերի հասնել.

Պոլիմերային քիմիայում օգտագործվում է նաև հեղուկների նախկինում նշված հատկությունը՝ լուծարման ունակությունը փոխել ճնշման աճով ( սմ. նաֆթալինի տարրալուծման գրաֆիկ): Պոլիմերը տեղադրվում է հեղուկ միջավայրում և աստիճանաբար բարձրացնելով ճնշումը, վերցվում են լուծույթի մասեր։ Այս կերպ հնարավոր է դառնում բավականին նուրբ պոլիմերը բաժանել իր բաղկացուցիչ ֆրակցիաների, այսինքն՝ տեսակավորել մոլեկուլներն ըստ չափերի։

Որպես հեղուկ օգտագործվող նյութեր. հեռանկարներ.

Այժմ բոլոր SCF տեխնոլոգիաների 90%-ը կենտրոնացած է գերկրիտիկական CO 2-ի վրա: Բացի ածխաթթու գազից, աստիճանաբար սկսում են կիրառվել նաև այլ նյութեր։ Գերկրիտիկական քսենոնը (t cr - 16,6 ° C, p cr - 58 ատմ.) բացարձակապես իներտ լուծիչ է, և, հետևաբար, քիմիկոսներն այն օգտագործում են որպես ռեակցիայի միջավայր՝ անկայուն միացություններ (առավել հաճախ՝ մետաղական օրգաններ) արտադրելու համար, որոնց համար CO 2-ը պոտենցիալ ռեագենտ է։ . Այս հեղուկի լայն տարածում չի սպասվում, քանի որ քսենոնը թանկ գազ է։

Բնական հումքից կենդանական ճարպերի և բուսական յուղերի արդյունահանման համար գերկրիտիկական պրոպանը (t cr - 96.8, p cr - 42 ատմ.) ավելի հարմար է, քանի որ այն ավելի լավ է լուծում այդ միացությունները, քան CO 2-ը:

Ամենատարածված և էկոլոգիապես մաքուր նյութերից մեկը ջուրն է, բայց բավականին դժվար է այն վերածել գերկրիտիկական վիճակի, քանի որ կրիտիկական կետի պարամետրերը շատ բարձր են՝ t cr - 374 ° C, p cr - 220 ատմ: Ժամանակակից տեխնոլոգիաներհնարավորություն են տալիս ստեղծել նման պահանջներին համապատասխանող կայանքներ, սակայն ջերմաստիճանի և ճնշման այս միջակայքում աշխատելը տեխնիկապես դժվար է: Գերկրիտիկական ջուրը լուծում է գրեթե բոլոր օրգանական միացությունները, որոնք չեն քայքայվում, երբ բարձր ջերմաստիճաններ. Այդպիսի ջուրը, երբ դրան թթվածին են ավելացնում, հզոր է դառնում օքսիդացնող միջավայր, որը մի քանի րոպեում փոխակերպում է ցանկացած օրգանական միացություն H 2 O և CO 2: Ներկայումս նրանք քննարկում են կենցաղային աղբը այս եղանակով վերամշակելու հնարավորությունը, առաջին հերթին՝ պլաստիկ տարաները (այդպիսի տարաները չեն կարող այրվել, քանի որ դա թունավոր ցնդող նյութեր է ստեղծում):

Միխայիլ Լևիցկի

Պետության հավասարումը Ջերմոդինամիկական մեծություններ Ջերմոդինամիկական պոտենցիալներ Թերմոդինամիկական ցիկլեր Փուլային անցումներ Տես նաև «Ֆիզիկական պորտալ»

Կրիտիկական փուլի անցման ջերմաստիճանը- ջերմաստիճանի արժեքը կրիտիկական կետում. Կրիտիկական ջերմաստիճանից բարձր գազը չի կարող խտանալ որևէ ճնշման տակ:

Ֆիզիկական իմաստ

Կրիտիկական կետում հեղուկի և նրա հագեցած գոլորշու խտությունը հավասարվում է, և հեղուկի մակերևութային լարվածությունը իջնում ​​է զրոյի, ուստի հեղուկ-գոլորշի փուլի սահմանը անհետանում է:

Նյութերի խառնուրդի համար կրիտիկական ջերմաստիճանը հաստատուն արժեք չէ և կարող է ներկայացվել տարածական կորով (կախված բաղկացուցիչ բաղադրիչների համամասնությունից), որի ծայրահեղ կետերը մաքուր նյութերի կրիտիկական ջերմաստիճաններն են. խնդրո առարկա խառնուրդը.

Նյութի ֆազային դիագրամի կրիտիկական կետը համապատասխանում է կետի մոտակայքում գտնվող փուլային հավասարակշռության սահմանափակող կետերին, ֆազային հավասարակշռությունը խախտվում է, և տեղի է ունենում նյութի խտության թերմոդինամիկական կայունության կորուստ: Կրիտիկական կետի մի կողմում նյութը միատարր է (սովորաբար ժամը textvcչի գտնվել; Տես մաթեմատիկա/README կարգավորումների օգնության համար: T > T_(crit)), իսկ մյուս կողմից այն բաժանվում է հեղուկի և գոլորշու։

Կետի մոտակայքում նկատվում են կրիտիկական երևույթներ. խտության տատանումների բնորոշ չափերի մեծացման պատճառով լույսի ցրումը կտրուկ մեծանում է նյութի միջով անցնելիս, երբ տատանումների չափը հասնում է հարյուրավոր նանոմետրերի, այսինքն. , լույսի ալիքի երկարությունները, նյութը դառնում է անթափանց – նկատվում է նրա կրիտիկական անթափանցությունը։ Տատանումների աճը հանգեցնում է նաև ձայնի կլանման և դրա ցրման մեծացման, Բրաունի շարժման բնույթի փոփոխության, մածուցիկության անոմալիաների, ջերմային հաղորդունակության, ջերմային հավասարակշռության հաստատման դանդաղեցման և այլն։

Պատմություն

Նյութի կրիտիկական վիճակի ֆենոմենն առաջին անգամ հայտնաբերվել է 1822 թվականին Չարլզ Կագնյարդ դե Լա Տուրի կողմից, իսկ 1860 թվականին այն կրկին հայտնաբերել է Դ.Ի. Համակարգային հետազոտությունները սկսվել են Թոմաս Էնդրյուսի աշխատանքով։ Գործնականում կրիտիկական կետի երևույթը կարելի է դիտարկել, երբ տաքացնում են հեղուկը, որը մասամբ լցնում է կնքված խողովակը: Քանի որ meniscus-ը տաքանում է, այն աստիճանաբար կորցնում է իր կորությունը՝ դառնալով ավելի ու ավելի հարթ, և երբ հասնում է կրիտիկական ջերմաստիճանի, այն դադարում է տարբերվել։

Որոշ նյութերի կրիտիկական կետերի պարամետրերը

Նյութ	Անհնար է վերլուծել արտահայտությունը (գործարկվող ֆայլ textvcչի գտնվել; Տես մաթեմատիկա/README կարգավորումների օգնության համար: T_(crit)	Անհնար է վերլուծել արտահայտությունը (գործարկվող ֆայլ textvcչի գտնվել; Տես մաթեմատիկա/README կարգավորումների օգնության համար: P_(crit)	Անհնար է վերլուծել արտահայտությունը (գործարկվող ֆայլ textvcչի գտնվել; Տես մաթեմատիկա/README կարգավորումների օգնության համար: V_(crit)
Միավորներ	Քելվիններ	Մթնոլորտներ	սմ³/մոլ
Ջրածին	33,0	12,8	61,8
Թթվածին	154,8	50,1	74,4
	1750	1500	44
Էթանոլ	516,3	63,0	167
Ածխածնի երկօքսիդ	304,2	72,9	94,0
Ջուր	647	218,3	56
Ազոտ	126.25	33,5
Արգոն	150.86	48,1
Բրոմ	588	102
Հելիում	5.19	2,24
Յոդ	819	116
Կրիպտոն	209.45	54,3
Քսենոն	289.73	58
Արսեն	1673
Նեոն	44.4	27,2
Ռադոն	378
Սելեն	1766
Ծծումբ	1314
Ֆոսֆոր	994
Ֆտորին	144.3	51,5
Քլոր	416.95	76

Կրիտիկական կետեր գոյություն ունեն ոչ միայն մաքուր նյութերի, այլ նաև որոշ դեպքերում դրանց խառնուրդների համար և որոշում են խառնուրդի կայունության կորստի պարամետրերը (փուլային տարանջատմամբ)՝ լուծույթ (մեկ փուլ): Նման խառնուրդի օրինակ է ֆենոլ-ջուր խառնուրդը:

Կրիտիկական ջերմաստիճանում մոնոիզոտոպային գազը սեղմվում է անորոշ ժամանակով, մինչև այն համընկնի էլեկտրոնային պատյաններհարևան ատոմները՝ առանց ճնշման ավելացման:

Հարաբերականության ընդհանուր տեսության ամենահայտնի բանաձևը էներգիայի զանգվածի պահպանման օրենքն է

Սա ֆիզիկայի մասին հոդվածի նախագիծ է։ Դուք կարող եք օգնել նախագծին՝ ավելացնելով դրան:

Դիտեք այս ձևանմուշը Պինդ Հեղուկ Գազ Պլազմա Ցրված համակարգեր Փուլային անցումներ Տես նաև

Կարծիք գրել «Կրիտիկական կետ (թերմոդինամիկա)» հոդվածի մասին.

Կրիտիկական կետը բնութագրող հատված (թերմոդինամիկա)

- Միայն թե նրանք իսկապես խորապես հարգում էին Ջոնին, չնայած նրան, որ երբեք չէին հանդիպել նրան: - ժպտաց Նորթը: – Դե, ևս մեկ բան, որ Ռադոմիրի և Մագդալենայի մահից հետո կաթարներն իրականում ունեին Քրիստոսի իրական «Հայտնություններն» ու Հովհաննեսի օրագրերը, որոնք հռոմեական եկեղեցին ամեն գնով փորձում էր գտնել և ոչնչացնել: Հռոմի պապի ծառաները ամեն կերպ փորձում էին պարզել, թե որտեղ են թաքցրել անիծյալ կաթարները իրենց ամենավտանգավոր գանձը: Որովհետև եթե այս ամենը բացահայտ հայտնվի, և պատմությունը կաթոլիկ եկեղեցիլիակատար պարտություն կկրեր. Բայց, որքան էլ ջանք թափեցին եկեղեցական արնասահները, բախտը երբեք չժպտաց նրանց... Ականատեսների մի քանի ձեռագրերից բացի ոչինչ չգտնվեց։
Ահա թե ինչու եկեղեցու համար կաթարների դեպքում իր հեղինակությունը ինչ-որ կերպ փրկելու միակ միջոցը միայն նրանց հավատքն ու ուսմունքն այնքան խեղաթյուրելն էր, որ աշխարհում ոչ ոք չկարողանա տարբերել ճշմարտությունը ստից... Ինչպես նրանք հեշտությամբ արեցին նրանց հետ Ռադոմիրի և Մագդալենայի կյանքը:
Եկեղեցին նաև պնդում էր, որ կաթարները ավելի շատ են պաշտում Հովհաննեսին, քան ինքը՝ Հիսուս Ռադոմիրը: Միայն Հովհաննես ասելով նրանք նկատի ուներ «իրենց» Հովհաննեսին՝ իր կեղծ քրիստոնեական ավետարաններով և նույն կեղծ ձեռագրերով... Կատարները, իրոք, հարգում էին իսկական Հովհաննեսին, բայց նա, ինչպես գիտեք, ոչ մի ընդհանուր բան չուներ եկեղեցու Հովհաննեսի հետ. մկրտիչ»:
– Գիտե՞ս, Նորթ, ինձ մոտ այնպիսի տպավորություն է, որ եկեղեցին աղավաղել և ավերել է ԲՈԼՈՐԸ համաշխարհային պատմություն. Ինչու՞ էր սա անհրաժեշտ:
– Որպեսզի մարդուն թույլ չտա մտածել, Իսիդորա: Մարդկանցից հնազանդ ու աննշան ստրուկներ սարքել, որոնց «ամենասուրբը» իրենց հայեցողությամբ «ներել» է կամ պատժել։ Որովհետև եթե մարդն իմանար իր անցյալի մասին ճշմարտությունը, նա ՀՊԱՐՏ անձնավորություն կլիներ իր և իր նախնիների համար և երբեք ստրուկի օձիք չէր դնի: Առանց ՃՇՄԱՐՏՈՒԹՅԱՆ, ազատներից ու ուժեղ մարդիկդարձան «Աստծո ծառաներ» և այլևս չփորձեցին հիշել, թե ովքեր են իրականում։ Սա ներկան է, Իսիդորա... Եվ, անկեղծ ասած, փոփոխությունների չափազանց վառ հույսեր չի թողնում։
Հյուսիսը շատ հանգիստ ու տխուր էր։ Ըստ երևույթին, այսքան դարեր նկատելով մարդկային թուլությունն ու դաժանությունը, և տեսնելով, թե ինչպես են ամենաուժեղները կործանվում, նրա սիրտը թունավորվել է դառնությամբ և անհավատությամբ դեպի Գիտելիքի և Լույսի մոտալուտ հաղթանակը... Եվ ես այնքան էի ուզում գոռալ նրան, որ ես դեռ Հավատացեք, որ մարդիկ շուտով կարթնանան... Չնայած զայրույթին և ցավին, չնայած դավաճանությանը և թուլությանը, ես հավատում եմ, որ Երկիրը վերջապես չի դիմանա այն ամենին, ինչ արվում է իր երեխաների նկատմամբ: Եվ նա կարթնանա... Բայց ես հասկացա, որ չեմ կարողանա համոզել նրան, քանի որ ես ինքս շուտով պետք է մեռնեմ՝ պայքարելով այս նույն զարթոնքի համար։
Բայց ես չզղջա... Իմ կյանքն ընդամենը ավազահատիկ էր տառապանքի անծայրածիր ծովում։ Եվ ես պարզապես պետք է պայքարեի մինչև վերջ, որքան էլ դա սարսափելի լիներ։ Քանի որ ջրի նույնիսկ կաթիլները, անընդհատ ընկնելով, կարող են մի օր ճեղքել ամենաուժեղ քարը: ՉԱՐԻՔն էլ է այդպիսին. եթե մարդիկ նրան հատիկ առ հատիկ տրորեին, այն մի օր կփլուզվի, նույնիսկ եթե ոչ այս կյանքի ընթացքում: Բայց նրանք նորից կվերադառնային իրենց Երկիր և կտեսնեին, որ ՆՐԱՆՔ էին, որ օգնեցին նրան գոյատևել... ՆՐԱՆՔ էին, որ օգնեցին նրան դառնալ Թեթև և Հավատարիմ: Ես գիտեմ, որ Հյուսիսը կասեր, որ մարդը դեռ չգիտի, թե ինչպես ապրել ապագայի համար... Եվ ես գիտեմ, որ մինչ այժմ դա ճիշտ է: Բայց սա հենց այն է, ինչ, իմ ընկալմամբ, շատերին կանգնեցրեց սեփական որոշումներ կայացնելուց: Որովհետև մարդիկ չափազանց սովոր են մտածել և գործել «ինչպես բոլորը», առանց աչքի ընկնելու կամ միջամտելու, պարզապես խաղաղ ապրելու համար:
«Կներես, որ քեզ այդքան ցավ եմ պատճառել, իմ ընկեր»։ – Հյուսիսի ձայնն ընդհատեց մտքերս։ «Բայց ես կարծում եմ, որ դա կօգնի ձեզ ավելի հեշտ հանդիպել ձեր ճակատագրին»: Ձեզ կօգնի գոյատևել...
Ես չէի ուզում մտածել այդ մասին... Գոնե մի քիչ էլ․․․ Ի վերջո, ինձ դեռ շատ ժամանակ էր մնացել իմ տխուր ճակատագրի համար։ Ուստի ցավոտ թեման փոխելու համար նորից սկսեցի հարցեր տալ։

Բավականաչափ բարձր ջերմաստիճանի դեպքում իրական գազի իզոթերմի հորիզոնական հատվածը (տես նկ. 6.4) դառնում է շատ կարճ և որոշակի ջերմաստիճանում վերածվում կետի (նկ. 6.4-ում՝ K կետ): Այս ջերմաստիճանը կոչվում է կրիտիկական:

Կրիտիկական ջերմաստիճանը այն ջերմաստիճանն է, որում առկա են տարբերություններ ֆիզիկական հատկություններհեղուկի և դրա հետ շփվող գոլորշու միջև դինամիկ հավասարակշռություն. Յուրաքանչյուր նյութ ունի իր կրիտիկական ջերմաստիճանը: Օրինակ, ածխաթթու գազի CO 2-ի համար կրիտիկական ջերմաստիճանը t K = 31 ° C է, իսկ ջրի համար `t K = 374 ° C:

Կրիտիկական վիճակ

K կետին համապատասխան վիճակը, որին շրջվում է իզոթերմի հորիզոնական հատվածը T = T k ջերմաստիճանում, կոչվում է կրիտիկական վիճակ (կրիտիկական կետ): Այս վիճակում ճնշումը և ծավալը կոչվում են կրիտիկական: Կրիտիկական ճնշում համար ածխածնի երկօքսիդհավասար է 7,4 10 6 Պա (73 ատմ), իսկ ջրի համար՝ 2,2 10 7 Պա (218 ատմ): Կրիտիկական վիճակում հեղուկն ունի առավելագույն ծավալ, իսկ հագեցած գոլորշինը՝ առավելագույն ճնշում:

Հեղուկի և դրա հագեցած գոլորշու խտությունը կրիտիկական ջերմաստիճանում

Մենք արդեն նշել ենք, որ ջերմաստիճանի բարձրացման հետ մեկտեղ ավելանում է հագեցած գոլորշիների խտությունը (տես § 6.3): Հեղուկի խտությունը իր գոլորշու հետ հավասարակշռության մեջ, ընդհակառակը, նվազում է տաքացման ժամանակ դրա ընդլայնման պատճառով:

Աղյուսակ 2-ում ներկայացված են ջրի և դրա հագեցած գոլորշու խտության արժեքները տարբեր ջերմաստիճանների համար:

Աղյուսակ 2

Եթե ​​մի նկարում գծենք կորեր հեղուկի խտության և նրա հագեցած գոլորշիների ջերմաստիճանից կախվածության համար, ապա հեղուկի համար կորը կիջնի, իսկ գոլորշու համար այն կբարձրանա (նկ. 6.6): Կրիտիկական ջերմաստիճանում երկու կորերը միաձուլվում են, այսինքն, հեղուկի խտությունը հավասարվում է գոլորշու խտությանը: Հեղուկի և գոլորշու տարբերությունը վերանում է:

Բրինձ. 6.6

Գազ և գոլորշու

Մենք բազմիցս օգտագործել ենք «գազ» և «գոլորշի» բառերը։ Այս տերմինները առաջացել են այն ժամանակ, երբ ենթադրվում էր, որ գոլորշին կարող է վերածվել հեղուկի, իսկ գազը՝ ոչ։ Բոլոր գազերի խտացումից հետո (տե՛ս § 6.7), նման երկակի տերմինաբանության համար հիմք չի մնացել: Գոլորշին և գազը նույն բանն են, որոնց միջև սկզբունքային տարբերություն չկա. Երբ խոսում են հեղուկի գոլորշու մասին, նրանք սովորաբար նկատի ունեն, որ դրա ջերմաստիճանը կրիտիկականից պակաս է, և սեղմման միջոցով այն կարող է վերածվել հեղուկի։ Միայն սովորությունից դրդված ենք խոսում ջրի գոլորշիների մասին, այլ ոչ թե ջրի գազի, հագեցած գոլորշու, և ոչ թե հագեցած գազի և այլնի մասին։

Կրիտիկական հիվանդության փորձարարական ուսումնասիրություն

Կրիտիկական վիճակն ուսումնասիրելու փորձերը կատարվել են 1863 թվականին ռուս գիտնական Մ.Պ.Ավենարիուսի կողմից։ Սարքը, որով կարող եք դիտարկել կրիտիկական վիճակը (Avenarius սարքը) բաղկացած է օդային բաղնիքից (նկ. 6.7) և լոգանքի ներսում տեղադրված հեղուկ եթերով կնքված ապակե խողովակից (ամպուլա): Ամպուլայի ծավալը (դրա հզորությունը) հավասար է խողովակի մեջ լցված եթերի կրիտիկական ծավալին: Ամպուլայում եթերի վերևում գտնվող տարածքը լցված է հագեցած եթերի գոլորշիով:

Բրինձ. 6.7

Օգտագործելով գազի այրիչ կամ այլ ջեռուցիչ, օդային բաղնիքը ջեռուցվում է: Եթերի վիճակը դիտվում է սարքի ապակե պատուհանի միջոցով։

Սենյակային ջերմաստիճանում դուք կարող եք հստակ տեսնել հեղուկի և գոլորշու սահմանը (նկ. 6.8, ա): Քանի որ կրիտիկական ջերմաստիճանը մոտենում է, հեղուկ եթերի ծավալը մեծանում է, և հեղուկ-գոլորշի միջերեսը դառնում է թույլ հստակություն և անկայուն (նկ. 6.8, բ):

Բրինձ. 6.8

Երբ մոտենում է կրիտիկական վիճակնրանց միջեւ սահմանն ամբողջությամբ անհետանում է (նկ. 6.8, գ):

Երբ սառչում է, առաջանում է խիտ մառախուղ, որը լցվում է ամբողջ խողովակը (նկ. 6.8, դ): Սա հեղուկի կաթիլներ է առաջացնում: Այնուհետև դրանք միաձուլվում են, և կրկին հայտնվում է հեղուկի և գոլորշու միջերես (նկ. 6.8, դ):

Եթերն ընտրվել է փորձի համար, քանի որ այն ունի համեմատաբար ցածր կրիտիկական ճնշում (մոտ 36 ատմ): Նրա կրիտիկական ջերմաստիճանը նույնպես ցածր է՝ 194 °C։

Եթե ​​դուք սեղմում եք գազը՝ պահպանելով նրա ջերմաստիճանը կրիտիկական ջերմաստիճանից բարձր (տես նկ. 6.4, իզոթերմ T 3), և, ինչպես նախկինում, սկսեք շատ մեծ ծավալներով, ապա ծավալի նվազումը կհանգեցնի ճնշման բարձրացմանը՝ համաձայն իդեալական գազի վիճակի հավասարումը. Այնուամենայնիվ, եթե կրիտիկական ջերմաստիճանից ցածր ջերմաստիճանում որոշակի ճնշման դեպքում գոլորշու խտացում է տեղի ունեցել, ապա այժմ նավի մեջ հեղուկի ձևավորում չի նկատվի: Կրիտիկական ջերմաստիճանից բարձր գազը ոչ մի ճնշման տակ չի կարող վերածվել հեղուկի:

Սա է կրիտիկական ջերմաստիճան հասկացության հիմնական իմաստը:

Գազի և հեղուկի հավասարակշռության վիճակների դիագրամ

Եվս մեկ անգամ վերադառնանք Նկար 6.4-ին, որը ցույց է տալիս իրական գազի իզոթերմները: Եկեք միացնենք իզոթերմների հորիզոնական հատվածների բոլոր ձախ ծայրերը, այսինքն՝ այն կետերը, որոնք համապատասխանում են հագեցած գոլորշիների խտացման ավարտին և հեղուկի սեղմման սկզբին։ Արդյունքը հարթ կոր է, որն ավարտվում է K կրիտիկական կետում: Նկար 6.9-ում սա ART կորն է: AK կորի ձախ կողմում, նրա և կրիտիկական իզոթերմի միջև (SC իզոթերմի հատված) կա նյութի հեղուկ վիճակին համապատասխանող շրջան (նկ. 6.9-ում այս շրջանն ընդգծված է հորիզոնական ստվերով): Այս տարածաշրջանի յուրաքանչյուր կետ համապատասխանում է p, V և T պարամետրերին, որոնք բնութագրում են հեղուկը ջերմային հավասարակշռության վիճակում:

Բրինձ. 6.9

Այժմ հարթ կորով միացնենք իզոթերմների հորիզոնական հատվածների բոլոր աջ ծայրերը: Նկար 6.9-ի այս կորը նույնպես ավարտվում է K կետում: AK և BK երկու տողերը սահմանափակում են տարածքը, որոնց յուրաքանչյուր կետը համապատասխանում է հեղուկի և հագեցած գոլորշիների միջև հավասարակշռության վիճակին (Նկար 6.9-ում այս տարածքը ընդգծված է ուղղահայաց ստվերով): Բացառությամբ հեղուկ վիճակի և հեղուկ-գազի հավասարակշռության շրջանի, մնացած շրջանը համապատասխանում է. գազային վիճակնյութեր. Նկար 6.9-ում այն ​​ընդգծված է թեք ստվերով:

Արդյունքում ստացվեց գազի և հեղուկի հավասարակշռության վիճակների դիագրամ: Այս գծապատկերի յուրաքանչյուր կետ համապատասխանում է համակարգի որոշակի վիճակին՝ գազ, հեղուկ կամ հավասարակշռություն հեղուկի և գազի միջև:

Կրիտիկական ջերմաստիճանում հեղուկի և հագեցած գոլորշու հատկությունները դառնում են անտարբեր: Հեղուկը չի կարող գոյություն ունենալ կրիտիկական ջերմաստիճանից բարձր: