Что такое критическая температура

Критическая температура — это физический предел, выше которого вещество не может существовать в состоянии жидкости, независимо от прилагаемого к нему давления. Суть явления В обычных условиях мы можем превратить газ в жидкость, просто сжимая его. Однако при достижении критической температуры ( $T_c$) кинетическая энергия молекул становится настолько высокой, что силы межмолекулярного притяжения больше не способны удерживать их вместе в виде жидкой фазы. Физические характеристики При достижении этой точки вещество переходит в состояние сверхкритического флюида. Это особое агрегатное состояние, которое обладает уникальными свойствами:

• Отсутствие фазовой границы: Визуально исчезает мениск (граница раздела между жидкостью и паром).
• Плотность: Она становится промежуточной между плотностью газа и жидкости.
• Диффузия и вязкость: Сверхкритический флюид проникает сквозь пористые тела как газ, но при этом может растворять вещества как жидкий растворитель.

Критическая точка Критическая температура является частью так называемой критической точки, которая характеризуется тремя параметрами:

1. Критическая температура ( $T_c$): Максимальная температура сосуществования фаз.
2. Критическое давление ( $P_c$): Минимальное давление, необходимое для сжижения газа при его критической температуре.
3. Критический объем ( $V_c$): Объем одного моля вещества в критическом состоянии.

Примеры значений Разные вещества имеют разные критические точки в зависимости от силы взаимодействия их молекул:

Практическое применение Понимание критической температуры крайне важно в промышленности:

• Хранение газов: Газы с очень низкой $T_c$ (например, водород или гелий) невозможно превратить в жидкость при комнатной температуре простым сжатием; их необходимо предварительно охлаждать. Сверхкритическая экстракция: Например, использование сверхкритического $C{O}_2$ для удаления кофеина из кофейных зерен без применения токсичных растворителей. Энергетика: Работа паровых турбин на сверхкритических параметрах воды значительно повышает КПД электростанций.

Я могу рассчитать параметры состояния газа по уравнению Ван-дер-Ваальса или подробнее описать свойства сверхкритических флюидов.