Критичний стан речовини

Систематично процес ізотермічного стиснення був досліджений англійським фізиком Томасом Ендрюсом, який досліджував хід ізотерм для вуглекислого газу і на основі цих досліджень ввів поняття критичної температури. Вуглекислий газ було обрано через те, що він має критичну температуру близьку до кімнатної (31 ^оС) і достатньо невисокий критичний тиск (72,9 атм). Ізотерми Ендрюса представлено на рис. 4.

Як бачимо з експериментальних кривих Ендрюса, при зростанні температури, ділянка ізотерми ВС, яка відповідає двофазній системі, зменшується і при деякій Т = Т_кр увесь цей відрізок перетворюється в точку К. Цій точці відповідають певні значення р_кр, V_кр, Т_кр – критичні параметри речовини. В точці К зникає різниця між рідиною і газом, тобто вони мають однакові фізичні властивості. Такий стан речовини, в якому рідина і газ не відрізняються за своїми фізичними властивостями, називається критичним.

Різні речовини мають різні значення критичних параметрів. Наприклад для води Т_кр = 647.25К, р_кр = 217.72бар, V_кр = 2,5·10³ м³кг^-1 – питомий критичний об’єм.

Нарешті, при температурах Т>Т_кр газ не може бути перетворений в рідину ні при якому тиску.

Газ і рідина на плоскій ділянці увесь час знаходяться в рівновазі і при даній температурі мають певне значення тиску. Тиск на ділянці ВС р₁ називається пружністю насиченої пари. Із збільшенням температури тиск насиченої пари зростає. Пара називається насиченою тому, що не можна ще більше збільшити її густину. При спробі збільшення тиску, частина насиченої пари перетвориться в рідину.