Vlastnosti vody - chemické a fyzikální vlastnosti vody v kapalném stavu. Kritická bodová voda v kritickém stavu

Kapalina, jako je voda, může být v pevném, kapalném a plynném stavu, které se nazývají stavy fází látek. V tekutinách je vzdálenost mezi molekulami přibližně dva řády menší než v plynech. V pevné látce jsou molekuly umístěny ještě k sobě. Teplota, při které se mění stav fáze hmoty(kapalina - pevná látka, kapalina - plynná), volaná teplota fázového přechodu.

Přechod tepla Nebo skryté teplo nazývá velikost tepla tání nebo odpaření látky. Obr. 6.9 ukazuje závislost teploty vody na množství tepla získaného v kaloriích. Je vidět, že při teplotách 0 0 С a 100 0 С je změna ve fázovém stavu vody a teplota vody se nemění. Absorbovaný teplo je spotřebováno pro změnu fázového stavu látky. Fyzicky to znamená, že když je pevná látka zahřátá, například led při 0 ° C zvyšuje amplitudu oscilací molekul vzájemně k sobě. To vede ke zvýšení jejich potenciální energie, a následně k oslabení nebo roztržení intermolekulárních vazeb. Molekuly nebo jejich klastry se mohou pohybovat navzájem. Led se změní na neelektrickou teplotu do kapaliny. Po změně souhrnného stavu pevné látky do kapaliny vede absorpce tepla ke zvýšení teploty podle lineárního zákona. K tomu dochází 100 ° C. Potom se energie oscilačních molekul zvyšuje tolik, že molekuly jsou schopny překonat přitažlivost zbývajících molekul. Násilně odejdou nejen z povrchu vody, ale také tvoří bubliny z páry po celou dobu objemu tekutiny. Zvednou se na povrch pod působením tlačné síly a jsou vyhozeni. V této fázi přechod se voda promění v páru. Další, absorpce tepla vede ke zvýšení teploty páry podle lineárního zákona.

Teplo uvolněné nebo absorbující s fázovým přechodem závisí na hmotnosti látky.

Když se látka pohybuje hmotnost M kapaliny do plynného stavu, nebo naopak plyn je absorbován z plynného k kapalině nebo je zvýrazněn teplo.

Specifický tepelný parník Q.k převodu 1 kg tekutiny při teplotě varu:

Při přechodu látky z pevného stavu do kapaliny a zadního absorbovaného nebo je přenášeno množství tepla:

Specifické teplo tání Q nazývá počet tepla Q.nutné převést 1 kg pevné látky (například led) do kapaliny při teplotě tání:

Specifické teplo tání a odpařování se měří v J / kg. S rostoucí teplotou se specifické teplo tvorby par snižuje a při kritické teplotě se stává nulou.

Pro vodu je specifické teplo tání a výpary tvorby:

, .

Zde využívá extra systémovou jednotku pro měření množství energie - kalorií rovné množství tepla potřebného pro vytápění 1 gram vody při 1 ° C s normálním atmosférickým tlakem 101,325 kPa.

Jak je vidět na obr.6.17, aby se zmírnil led od -20 0 ° C do 0 ° C, je nutné osm méně energie než převést z ledu do vody a 54 krát méně než otáčení vody do páře.

Obr.6.17. Teplotní závislost na teplo dodávané do systému

pro 1 kg ledu.

Teplota, při které se rozlišuje mezi párou a kapalinou se nazývá kapalina kritický. Na Obr. 6.18 znázorňuje koncept kritické teploty na závislosti hustoty vody a páru na teplotu. Když je voda zahřívána v uzavřené trubce, jak je vidět na obr.6.18, hustota vody se zvyšující se teplota se sníží v důsledku objemové expanze vody a zvyšuje se hustota páry. Při teplotě, která se nazývá kritická, hustota páru se rovná hustotě vody.

Každá látka má svou vlastní kritickou teplotu. Pro vodu, dusík a helium, kritické teploty jsou respektive:

, , .

Obr.6.18. Kritický bod na závislosti grafu

hustota páry a vody z teploty.

Obr.6.19. Tlaková závislost na objemu p \u003d p (v) pro páry. V oblasti přidělené tečkovanou linií existuje plynný a kapalný stav látky současně.

Obrázek 6.19 představuje závislost tlaku páry na jeho objemu p \u003d p (v). Rovnice stavu páry při nízkém tlaku a byla daleko od teploty jeho fázového přechodu (nad bodem B 0 na obr. 6.19) v blízkosti rovnice stavu ideálního plynu (to je v tomto případě , Plyn lze považovat za ideální a jeho chování je dobře popsáno zákonem varu - Mooriott). S poklesem teploty se závislost P \u003d p (v) se začíná lišit od svého typu pro dokonalý plyn. Umístění a - B. Kondenzace páry a párový tlak se téměř nemění a závislost na obr.6.19 je pomalu klesající lineární funkce. Pod bodem ale,všechny páry se stávají kapalnými a další komprese kapaliny dochází. V tomto případě, jak je vidět na obr. 6.11, tlak s velmi malým poklesem objemu, protože kapalina je téměř nestlačitelná, prudce zvyšuje.

Vzhledem k tomu, že teplota fázového přechodu závisí na tlaku plynu, mohou být fázové přechody podány za použití závislosti tlaku na teplotu p \u003d p (t) na obr.6.20. Změna fázového stavu látky se vyskytuje na okraji páry - kapaliny, pevné látky, pevné látky, pára. Z různých stran těchto hraničních linií je plyn umístěn v různých agregačním stavu - pevné, kapalné nebo plynné.

Obr.6.20. Fázový diagram pro vodu.

Křižovatkový bod tří linií na obr.6.12 se nazývá trojitý bod. Například voda při teplotě 0 0 С a tlaku ATM., Má trojitý bod a oxid uhličitý má trojitý bod při teplotě a tlaku P \u003d 5.1 ATM. Obr. 6.20 ukazuje, že je možné přecházet látku z plynného do pevného stavu a naopak obejít kapalný stupeň.

Přechod z pevného stavu látky do plynného stavu se nazývá sublimace.

Příklad: Chladicí suchý led, například balení zmrzliny umístěné na podnosech. V tomto případě, jak jsme opakovaně viděli, se suchý led zapne do páry.

Stavová rovnice Termodynamické hodnoty Termodynamické potenciály Termodynamické cykly Fázové přechody viz také "Fyzický portál"

Kritická teplota fázového přechodu - Teplotní hodnota v kritickém bodě. Při teplotách nad kritickou teplotou nemůže být plyn kondenzován bez tlaku.

Fyzikální význam

V kritickém bodě se hustota kapaliny a jeho nasycené páru stává rovnou a povrchové napětí kapaliny kapky na nulu, proto zmizí hranice fázového fázového fázového oddílu.

Pro směs látek není kritická teplota konstantní hodnota a může být reprezentována prostorovou křivkou (v závislosti na podílu složek komponent), jejichž extrémní body jsou kritickými teplotami čistých látek - složky směsi pod zvážení.

Kritickým bodem státního diagramu odpovídá mezních bodech na rovnovážných křivkách fáze, v blízkosti bodu, je fázová rovnováha rozbitá, ztráta termodynamické stability na hustotě látky dochází. Na jedné straně kritického bodu je látka rovnoměrně (obvykle, kdy tEXVC. nenalezeno; Viz Math / Readme - Nápověda pro nastavení.): T\u003e T_ (CRIT)) A na druhé straně je rozděleno do kapaliny a páry.

V blízkosti tohoto bodu jsou pozorovány kritické jevy: Vzhledem k růstu charakteristických rozměrů kolísání hustoty je rozptylování světla prudce zesílena během průchodu látky - když je velikost výkyvů příkazů nanometrů Je dosaženo, tj. Délka vlnové délky světla se látka stává neprůhlednou - je pozorována jeho kritická opalescence. Zvýšení výkyvů také vede ke zvýšení absorpce zvuku a růstu jeho disperze, změna povahy brownovského pohybu, anomálií viskozity, tepelné vodivosti, zpomalení zřízení tepelné rovnováhy atd.

Dějiny

Poprvé byl fenomén kritického stavu látky nalezen v roce 1822 Charlock Canyar de La Tour, a v roce 1860 byl znovu otevřen D.I. MENDELEEV. Systematické studie začaly s prací Thomas Andrews. Prakticky jev kritického bodu lze pozorovat, když je tekutina zahřátá, částečně naplňte uzavřenou trubku. Jako Menisisk vyhřívá, postupně ztrácí jeho zakřivení, stává se více zploštělý, a když kritická teplota přestala být rozlišitelná.

Parametry kritických bodů některých látek

Látka	Nelze rozebrat výraz (spustitelný soubor tEXVC. nenalezeno; Viz Math / Readme - Nápověda pro nastavení.): T_ (CRIT)	Nelze rozebrat výraz (spustitelný soubor tEXVC. nenalezeno; Viz Math / Readme - Nápověda pro nastavení.): P_ (Krit)	Nelze rozebrat výraz (spustitelný soubor tEXVC. nenalezeno; Viz Math / Readme - Nápověda pro nastavení.): V_ (Crit)
Jednotky	Kelvin.	Atmosféra	cm³ / mol
Vodík	33,0	12,8	61,8
Kyslík	154,8	50,1	74,4
	1750	1500	44
Ethanol.	516,3	63,0	167
Oxid uhličitý	304,2	72,9	94,0
Voda	647	218,3	56
Dusík	126.25	33,5
Argon	150.86	48,1
Bróm	588	102
Hélium	5.19	2,24
Jód	819	116
Krypton	209.45	54,3
Xenon	289.73	58
Arsenic.	1673
Neon	44.4	27,2
Radon.	378
Selen	1766
Síra	1314
Fosfor	994
Fluorin	144.3	51,5
Chlór	416.95	76

Kritické body existují nejen pro čisté látky, ale také v některých případech, pro jejich směsi a určují parametry ztráty odolnosti směsi (s oddělením fází) - roztokem (jedna fáze). Příkladem takové směsi může být směs fenolové vody.

Monoisotopový plyn při kritické teplotě je neomezeně stlačován před překrývajícími se elektronovými skořepinami sousedních atomů bez růstu tlaku.

Nejznámější vzorec z Oto - zákon zachování energetické hmotnosti

To je prázdný článek fyziky. Projekt můžete pomoci přidáním.

Zobrazit tuto šablonu Pevný Kapalný Plyn Plazma Dispergované systémy Fázové přechody viz také

Napsat recenzi k článku "kritický bod (termodynamika)"

Výňatek charakterizující kritický bod (termodynamika)

"Pouze skutečnost, že skutečně, hluboce poctění Jana, navzdory tomu, že se s ním nikdy nesetkali." - Severní se usmál. - No, dokonce i skutečnost, že po smrti Radomir a Magdalene, Qatar skutečně zůstal skutečné "zjevení" Krista a deníku Jana, který se všemi prostředky snaží najít a zničit římskou církev. Služebníci papeže se snažili ujistit, že zatracené děti schovávají nejnebezpečnější poklad?!. Pro, to vypadá vše otevřeně - a historie katolické církve by utrpěla úplnou porážku. Ale bez ohledu na to, jak těžké se církevní bolesti snaží, štěstí se na ně nevzlobilo ... Nemohl jsem najít nic, s výjimkou několika rukopisů svědků.
Proto jediná příležitost pro církev nějak zachránit vaši pověst v případě Catarma a to bylo jen zkreslení své víry a učit tolik, aby nikdo na světě nemohl odlišit pravdu z lží ... jak snadno to udělali to s životem radomíru a magdalene.
Další církev tvrdila, že Katar uctíval Johna ještě více než Ježíšový Radomir sám. Jen pod Johnem znamenali "jejich" John, s jeho falešnými křesťanskými evangelemi a stejnými falešnými rukopisy ... přítomný John Katar, a pravdu, četl, ale on, jak víte, neměl nic společného s Kostel Jan Baptist. "
"Víš, severně, dostanu dojem, že církev prošla a zničila historii celého světa. Proč to potřebovalo?
- Aby nedovolil, aby si člověk mohl myslet, Isidor. Udělat poslušné a nevýznamné otroky, kteří podle svého uvážení "odpustil" nebo potrestán "svatým". Pokud by člověk zjistil pravdu o své minulosti, byl by hrdý na sebe a jeho předků a nikdy by nedal otrokový límec. Bez pravdy, totéž od svobodných a silných lidí se staly "otroky Boží", a už se nepochyboval o tom, kdo opravdu jsou. Takový je skutečný, Isidor ... A být upřímný, nezanechává příliš lehké naděje na změnu.
Sever byl velmi tichý a smutný. Zřejmě sledoval lidskou slabost a krutost tolika století, a viděl, jak nejsilnější zemřít, jeho srdce bylo otráveno hořkostí a nevěrou v ambulanci vítězství znalostí a světla ... a já jsem ho chtěl křičet, že stále věřím že lidé by se brzy probudili! A ukázalo se, že ... ale pochopil jsem, že ho nemohl přesvědčit, protože bych musel brzy zemřít, bojuje o stejné probuzení.
Ale nelitoval jsem ... můj život byl jen písek v nekonečném moři utrpení. A já bych měl bojovat až do konce, bez ohledu na to, jak hrozný byl. Vzhledem k tomu, že i vodní kapky, neustále, v moci pokračovat na stále nejsilnější kámen. Takhle zlo: Pokud ho lidé přesunuli i ve fenu, někdy by se zhroutil, i když ne v tomto životě. Ale oni by se znovu vrátili a viděli se - pomohli by jí vyniknout !. Pomohli jí, aby se stali jasnými a věrnými. Vím, sever by říkal, že člověk nemůže ještě žít pro budoucnost ... a vím - zatímco to byla pravda. Ale je to právě to v mém porozumění a zastavilo mnoho našich vlastních řešení. Protože lidé jsou příliš zvyklí, aby přemýšleli a jednali, "jako všichni ostatní," aniž by vystoupili a ne jednou, jen aby žili klidně.
- Promiň, že to přežije tolik bolesti, příteli. - Přerušil mé myšlenky hlas severu. "Ale myslím, že to pomůže snadněji se setkat s vaším osudem." Pomůže vstát ...
Nechtěl jsem o tom přemýšlet ... i ještě trochu !. Koneckonců jsem měl na můj smutný osud dost času. Z tohoto důvodu, abych změnil téma bolesti, začal jsem znovu žádat otázky.

Fáze rovnovážná křivka (v rovině P, T) může být dokončena v určitém okamžiku (obr. 16); Takový bod se nazývá kritická a odpovídající teplota a tlak - kritická teplota a kritický tlak. Při teplotách nad a na tlaku jsou velké různé fáze a tělo je vždy jednotné.

Můžeme říci, že rozlišení mezi oběma fázemi je zmizel v kritickém bodě. Koncept kritického bodu byl poprvé představen D. I. MENDELEEV (1860).

Ve souřadnicích T, V schéma rovnováhy v přítomnosti kritického bodu vypadá takto, je znázorněno na Obr. 17. Vzhledem k tomu, že teplota se přiblíží své kritické hodnotě, přiblíží se specifické objemy navzájem v rovnovážných fázích a v kritickém bodě (k na obr. 17) se shodují. Podobné druhy má diagram v souřadnicích P, V.

V přítomnosti kritického bodu mezi všemi druhy dvou stavů látky může být proveden kontinuální přechod, ve kterém není točeno do dvou fází - pro to je nutné měnit stav podél křivky, které obklopují a kritický bod a nikde protínají rovnovážnou křivku. V tomto smyslu, v přítomnosti kritického bodu, nejvíce koncept různých fází se stane podmíněným a není možné specifikovat ve všech případech, které stavy jsou jedna fáze, a které jsou jiné. Striktně řečeno, můžeme hovořit o dvou fázích pouze tehdy, když existují oba současně, v kontaktu s sebou, tj. V bodech ležících na rovnovážné křivce.

Je zřejmé, že kritický bod může existovat pouze pro tyto fáze, rozdíl mezi tím, který má pouze čistě kvantitativní povahu. Takové jsou kapaliny a plynu, od sebe vzájemně se liší pouze větší nebo menší role interakce mezi molekulami.

Stejné fáze jako kapalné a pevné těleso (krystal) nebo různé krystalické modifikace látky jsou kvalitativně odlišné mezi sebou, protože se liší v jejich vnitřní symetrii. Je jasné, že pouze jeden prvek symetrie lze říci o každém majetku, nebo to, co je, nebo že to není; Může se zobrazit nebo zmizet pouze okamžitě, skočit a ne postupně. V každém stavu bude tělo mít buď jednu nebo jinou symetrii, a proto můžete vždy specifikovat, ke kterému se vztahuje ze dvou fází. Kritický bod proto pro takové fáze nemůže existovat, a rovnovážná křivka by měla buď jít do nekonečna nebo konce, překračuje rovnovážné křivky jiných fází.

Obvyklý fázový přechodový bod není v matematických termínech pro termodynamické hodnoty látky. Každý z fází může existovat (alespoň jako metastable) a na druhé straně přechodového bodu; Termodynamické nerovnosti v tomto bodě nejsou porušeny. V místě přechodu jsou chemické potenciály obou fází stejné:; Pro každý z funkcí není tento bod pozoruhodný.

Obrázky v rovině p, v jakýkoliv izotermus tekutiny a plynu, tj. Křivka závislosti p od v s izotermickou expanzí homogenního tělesa na obr. osmnáct). Podle termodynamické nerovnosti existuje klesající funkce V. Takový isotérmový svah musí být zachován v určité vzdálenosti za body jejich průsečíku s křivkou kapalného a plynu rovnovážnou křivkou (bod B a části izotermů odpovídají metastable přehřátá kapalina a dvojice supercooled, ve kterých jsou ještě pozorovány termodynamické nerovnosti (plně rovnovážná izotermická změna stavu ve stavu mezi body B neodpovídá, samozřejmě, horizontální segment, na kterém dochází ke svazku do dvou fází).

Pokud se domníváme, že body mají stejný ordinate p, je zřejmé, že obě části izotermů nemohou pokračovat v nepřetržitém způsobu a mezi nimi by měly být přestávkou. Izotermy jsou dokončeny v bodech (C a D), ve kterých je termodynamická nerovnost narušena, tj.

Buing geometrické umístění koncových bodů tekutiny a plynu na izotermus, dostaneme křivku baterie, na které jsou rozbité termodynamické nerovnosti (pro homogenní těleso); Omezuje oblast, ve kterém tělo za žádných okolností nemůže existovat jako homogenní. Oblasti mezi touto křivkou a fázovou rovnovážnou křivkou jsou pozorovány s přehřátou kapalinou a dvojicí supercooled. Je zřejmé, že v kritickém bodě by se obě křivky měly navzájem dotýkat. Z přesných bodů ležících na křivce baterie sám, pouze kritický bod K je jediný, ve kterém tato křivka přichází do styku s oblastí stabilních homogenních států, je v souladu s nejstahujícími stavy homogenního těla .

Na rozdíl od běžných bodů fázové rovnováhy je kritický bod v matematickém postoji zvláštního bodu pro termodynamické funkce látky (totéž platí pro celou AKV křivku omezující oblast existence homogenního těla států). Povaha této funkce a chování látky v blízkosti kritického bodu bude považováno za § 153.

Pokud je v uzavřené nádobě umístěno určité množství tekutiny, pak se odpaří bohatá pára a nad kapalinou. Tlak, a proto hustota této páry závisí na teplotě. Hustota párů je obvykle podstatně nižší než hustota kapaliny při stejné teplotě. Pokud se teplota zvýší, hustota kapaliny se sníží (§ 198), tlak a hustota nasyceného páru se zvýší. V záložce. 22 ukazuje hodnoty hustoty vody a nasycených vodních páorů pro různé teploty (a následně pro odpovídající tlaky). Na Obr. 497 Stejná data jsou uvedena ve formě grafu. Horní část grafu ukazuje změnu hustoty tekutiny v závislosti na teplotě. S rostoucí teplotou se hustota kapaliny snižuje. Spodní část grafu ukazuje závislost hustoty nasycené páry na teplotu. Pár hustota se zvyšuje. Při teplotě odpovídající bodu se hustota kapaliny a nasycené páry shodují.

Obr. 497. Závislost hustoty vody a jeho nasycené teploty

Tabulka 22. Vlastnosti vody a jeho nasycená pára při různých teplotách

Teplota,	Nasycený tlak páry	Hustota vody,	Hustota nasycená párová hustota	Specifické zahřívání,

Tabulka ukazuje, že čím vyšší je teplota, tím méně rozdíl mezi hustotou kapaliny a hustotou jeho nasycené páry. Při jedné teplotě (ve vodě se tyto hustoty shodují. Teplota, při které hustota kapaliny a jeho nasycený pár se shoduje s kritickou teplotou této látky. Na Obr. 497 To odpovídá bodu. Tlak odpovídající bodu se nazývá kritický tlak. Kritické teploty různých látek se značně liší mezi sebou. Některé z nich jsou uvedeny v tabulce. 23.

Tabulka 23. Kritická teplota a kritický tlak některých látek

Látka	Kritická teplota,	Kritický tlak, atm	Látka	Kritická teplota,	Kritický tlak, atm
			Uhličitanový plyn
			Kyslík
Ethanol

Co indikuje existence kritické teploty? Co se stane s ještě vyššími teplotami?

Zkušenosti ukazují, že při teplotách, vyšších než kritické, látka může být pouze v plynném stavu. Pokud snižujeme objem obsazený trajektem, při teplotě nad kritickými, pak se zvyšuje tlak páry, ale nestane se nasyceným a nadále homogenní: bez ohledu na to, kolik tlaku je, nebudeme detekovat dva státy oddělené ostrou hranicí, jak je vždy vždy pozorováno. Při nižších teplotách v důsledku kondenzace páry. Takže, pokud je teplota některé látky vyšší než kritická, pak rovnováha látky ve formě kapaliny a kontaktování páry s ním není nemožné při tlaku.

Kritický stav látky lze pozorovat za použití přístroje znázorněného na Obr. 498. Skládá se ze železné krabice s okny, která může být zahřívána výše ("vzduchová lázeň") a umístěná uvnitř lázeňské domy skleněné ampule s etherem. Při zahřívání vanu se meniskus v ampule stoupá, je rovina více bytů a nakonec zmizí, což naznačuje přechod prostřednictvím kritického stavu. Při ochlazení lázně, ampule náhle purršívuje kvůli tvorbě množství nejmenších kapiček etheru, po kterém je ether sestaven na dně ampule.

Obr. 498. Zařízení pro pozorování kritického stavu etheru

Jak je vidět ze stolu. 22, protože se blíží k kritickému bodu, specifické teplo odpařování se stává méně a méně. Důvodem je skutečnost, že když se teplota zvýší, rozdíl ve vnitřních energiích látky v kapalných a párech ve tvaru páry se snižuje. Ve skutečnosti se spojka síly molekul závisí na vzdálenostech mezi molekulami. Pokud se hustota kapaliny a pár liší málo, pak se průměrné vzdálenosti mezi molekulami liší. Proto se bude lišit málo a hodnoty potenciální energie interakce molekul. Druhý termín tepla odpařování je práce proti vnějšímu tlaku - také snižuje se jako kritické teplotní přístupy. To vyplývá ze skutečnosti, že menší rozdíl v hustotě páry a tekutiny, tím méně expanze vyskytující se během odpařování, a tím méně práce prováděná během odpařování.

Existence kritické teploty poprvé poukázala v roce 1860. Dmitrij Ivanovich Mendeleev (1834-1907), ruský chemik, který otevřel základní zákon moderní chemie - periodického zákona chemických prvků. Velké zásluhy ve studiu kritické teploty mají anglický chemik Thomas Andrews, který provedl podrobnou studii chování oxidu uhličitého během izotermické změny objemu objemu obsazeného. Andrews ukázal, že při teplotách níže v uzavřené nádobě je možné koexistence oxidu uhličitého v kapalině a v plynných státech; Při výše uvedených teplotách není taková koexistence nemožná a celá plavidla je naplněna pouze plynem, bez ohledu na to, jak snížit jeho objem.

Po otevření kritické teploty bylo jasné, proč na dlouhou dobu nebylo možné otočit takové plyny do kapaliny jako kyslík nebo vodík. Jejich kritická teplota je velmi nízká (tabulka 23). Pro otočení těchto plynů do kapaliny musí být ochlazeny pod kritickou teplotu. Bez toho jsou všechny pokusy o jejich zkapalnění odsouzeny k neúspěchu.

Nadkritický stát- čtvrtá forma souhrnného stavu, který je schopen pohybovat mnoho organických a anorganických látek.

Poprvé, nadkritický stav látky nalezen Canyar de la tour v roce 1822. Skutečný zájem o nový jev vznikl 1869 po experimentech T. Deli. Provádění experimentů v tlustých skleněných trubkách, vědec studoval vlastnosti CO 2., Snadné zkapalnění při zlepšování tlaku. V důsledku toho zjistil, že při 31 ° C a 7.2 Mpa., Menisk - hranice oddělující kapalinu a páry rovnováhy s ním zmizí, zatímco systém se stává homogenní (homogenní) a celý objem získává typ mléčné bílou opalescentní tekutinu. S dalším zvýšením teploty se rychle stává transparentním a pohyblivým, sestávajícím z neustálých tekoucí trysek, které se podobají proudům teplého vzduchu nad ohřátým povrchem. Další zvýšení teploty a tlaku nevedlo k viditelným změnám.

Bod, ve kterém dojde k takovému přechodu, nazvaný kritický a stav látky, která je nad tímto bodem, je nadkritický. Navzdory tomu, že tato podmínka se podobá kapalině, zvláštní termín se používá k jeho použití nyní - nadkritická tekutina (z anglického slova tekutina, tj. "Schopný průtok"). V moderní literatuře je přijato zkrácené označení nadkritických tekutin - SCF.

Uspořádání linií, výrazných oblastí plynných, kapalných a pevných těles, jakož i polohy trojitého bodu, kde jsou pro každou látku konvergovány všechny tři plochy. Superkritická oblast začíná v kritickém bodě (označené hvězdičkou), která je charakterizována jistě dvěma parametry - teploty ( T kr .) A tlak ( R kr. .). Snížení teploty nebo tlaku pod kritickými hodnotami vydává látku z nadkritického stavu.

Skutečnost existence kritického bodu nám umožnila pochopit, proč některé plyny, například vodík, dusík a kyslík, nemohly být získány v kapalné formě při zvyšování tlaku, protože byly nazývány trvalé plyny (z latiny permanentní - "trvalé"). Na výše uvedeném diagramu je vidět, že oblast existence kapalné fáze je umístěna vlevo od kritické teploty. Pro zkapalnění jakéhokoliv plynu musí být nejprve ochlazen na teplotu pod kritickou. W. CO 2 Kritická teplota nad místnostem, takže může být spojena za stanovených podmínek, zvyšující se tlak. V dusíku je kritická teplota mnohem nižší: -146,95 ° C, tedy, pokud je dusík stlačován za normálních podmínek, je nakonec nadkritická oblast, ale nemůže tvořit kapalný dusík. Je nutné nejprve vychladnout dusík pod kritickou teplotu a potom zvýšit tlak, dosáhnout oblasti, kde je možná existence tekutiny. Podobná situace pro vodík, kyslík, proto se ochladí na teplotu pod kritickou a pak se zvýší tlak. Superkritické stavy mohou být pro většinu látek, je nutné pouze to, že látka neublíží při kritické teplotě. Ve srovnání se specifikovanými látkami je dosaženo kritického bodu vody s velkými obtížemi: t kr\u003d 374,2 ° C a R kr. = 21,4 Mpa..

Kritický bod je rozpoznán jako důležitý fyzický parametr látky, stejný jako teplota tání nebo varu. Hustota SCF je mimořádně nízká, například voda ve stavu SCF má hustotu třikrát nižší než za normálních podmínek. Všechny SCF mají extrémně nízkou viskozitu.

Superkritické tekutiny patří mezi průměr mezi kapalinou a plynem. Mohou se zmenšit jako plyny (běžné tekutiny téměř nestandardně) a zároveň mohou být schopny rozpustit mnoho látek v pevných a kapalných stavech, které jsou nekonzistentní s plyny. Nadkritický ethanol (při teplotách nad 234 ° C) velmi snadno rozpouští některé anorganické soli ( COCL 2., KBR., Ki.). Oxid uhličitý, dusík spěchá, ethylen a některé další plyny ve stavu SCF získají schopnost rozpustit mnoho organických látek - kyselina stearová, parafín, naftalen. Vlastnosti nadkritické CO 2 Jako rozpouštědlo lze nastavit - se zvyšujícím se tlakem se jeho schopnost rozpouštění dramaticky zvyšuje.

Superkritické tekutiny se staly široce používány pouze v 80. letech, kdy celková úroveň vývoje průmyslu provedla instalace pro získání SCF široce dostupného. Z tohoto okamžiku začal intenzivní vývoj nadkritických technologií. SCF není jen dobrá rozpouštědla, ale také látka s vysokým koeficientem difúze, tj. Snadno pronikají do hlubokých vrstev různých pevných látek a materiálů. Nejrozšířenější nadkritický CO 2který se ukázal jako rozpouštědlo širokého sortimentu organických sloučenin. Oxid uhličitý se stal lídrem ve světě nadkritických technologií, protože Má celý komplex výhod. Přeložit to do nadkritického stavu je poměrně snadný ( t kr- 31 ° С, R kr. – 73,8 bankomat.) Navíc to není toxické, ne palivo, nekontroluje, kromě, levné a dostupné. Z hlediska jakéhokoli technologa je to dokonalá složka jakéhokoliv procesu. Dává mu zvláštní odvolání, že se jedná o nedílnou součást atmosférického ovzduší, a proto neznečišťuje životní prostředí. Superkritický CO 2 lze považovat za ekologicky absolutně čisté rozpouštědlo. Dáváme jen příklady jeho použití.

Kofein - lék používaný ke zlepšení aktivity kardiovaskulárního systému se získá z kávových zrn, i bez jejich předběžného broušení. Plnost extrakce je dosaženo v důsledku vysoké pronikající kapacity SCF. Zrna jsou umístěna v autoklávu - kapacitě, odolávat zvýšený tlak, pak se přivádí do její plynné CO 2a poté vytvořte požadovaný tlak (\u003e 73) bankomat.) jako výsledek CO 2 jde do nadkritického stavu. Veškerý obsah se míchá, po kterém je tekutina spolu s rozpuštěným kofeinem vypuštěna do otevřené nádoby. Oxid uhličitý, který je v atmosférickém tlaku, promění se na plyn a mouchy do atmosféry a extrahovaný kofein zůstává v otevřeném obalu v jeho čisté formě.

Použití SCF se ukázalo být velmi úspěšné pro čištění z kontaminantů elektronických obvodů během jejich výroby, protože neexistují žádné stopy čistícího rozpouštědla.

Vzhledem k rychlému tempu vyvíjení aktivní části lehkých olejů zásob, zájem o způsoby zvyšování ropy ropy zásobníků. Pokud se v 70-80 letech XX století, počet projektů zaměřených na řešení problému zvyšující se regenerace oleje vstřikováním míchacích uhlovodíkových rozpouštědel, "inertních" plynů a oxidu uhličitého, pak na konci xx a Brzy XXI století pouze injekční metoda CO 2 Měl stálý trend růstu. Účinnost aplikace CO 2zvýšit obnovu ropy, nejen experimentální a teoretické práce, ale také výsledky mnoha průmyslových testů.

Nezapomeňte, že technologie zvyšování obnovy ropy tvorby za použití CO 2 To vám umožní paralelně řešit problém uchovávání obrovského množství oxidu uhličitého přiděleného průmyslu.

Vlastnosti dopadu procesu injekce CO 2. Vklad oleje a plynu závisí na svém souhrnném stavu.

Přebytek tlaku a teploty nad kritickými hodnotami oxidu uhličitého (a to je nejpravděpodobnější situace v podmínkách zásobníku), předurčuje jeho nadkritický stav. V tomto případě CO 2.S výjimečným rozpouštěním schopností s ohledem na uhlovodíkové kapaliny s přímým rozpouštěním v plastovém oleji, snižuje jeho viskozitu a dramaticky zlepšuje filtrační vlastnosti. Zadaná okolnost poskytuje všechny důvody přičítat SCF - technologii zvyšování ropy vzniku formace k jednomu z nejslibnějších.

Kapitola IV.
Termodynamika řešení (řešení)