2021-05-24 20:56:12
Помимо тройной точки, т.е. сочетания температуры и давления, в котором жидкость, газ и твёрдое тело переходят одно в другое (то есть, вещество кипит, тает и замерзает одновременно), есть ещё одно занятное сочетание температуры и давления, называемое критической точкой.
Если мы поместим жидкость в закрытый сосуд и станем нагревать, то она начнёт, во-первых, испаряться, уменьшая массу, а во-вторых увеличивать объём из-за теплового расширения. Как бы там ни было, плотность жидкости будет уменьшаться.
А вот с её парами над поверхностью будет наоборот: всё большей массе пара придётся уменьшаться в том же объёме, то есть, плотность его будет расти.
Иными словами, плотности жидкости и газа будут постепенно сближаться, пока не сравняются.
По мере роста температуры изменяется также её поверхностное натяжение, и при определённом значении температуры оно станет равным нулю.
Стоит отметить, что температуры, при которых это происходит, существенно выше температур кипения жидкости при атмосферном давлении. Но так как мы говорим о давлениях в десятки и сотни раз больших, собственно кипения не начинается.
Как бы там ни было, при определённых значениях температуры и давления мы сталкиваемся с ситуацией, когда оказывается невозможно отличить, где начинается жидкость, а где заканчивается газ. Вот этот-то момент и называют критической точкой.
Если нагрев продолжить, то сами понятия «жидкость» и «газ» потеряют свой смысл: сосуд заполнится равномерной массой вещества, находящемся в особом фазовом состоянии – т.н. сверхкритического флюида. Все параметры такого флюида (плотность, теплопроводность, вязкость, коэффициент диффузии) будут промежуточными между параметрами жидкости и газа, и будут весьма существенно меняться с изменением давления и температуры. Если сверхкритический флюид остудить, он конденсируется и станет жидкостью. Если же уменьшить давление, то он испарится и превратится в газ.
Для воды критическая точка достигается при 374 градусах Цельсия и давлении в 218 атмосфер. Углекислый газ (в видео используется именно он) проходит критическую точку при 31 градусе Цельсия и давлении в 73 атмосферы.
Кстати, давление в нижних слоях атмосферы Венеры составляет порядка 90 атмосфер, а температура может достигать 467 градусов Цельсия. А так как атмосфера Венеры состоит преимущественно из углекислого газа, мы можем с уверенностью сказать, что она пребывает в состояние сверхкритического флюида.
59 views17:56
Т
