- КРИТИЧЕСКАЯ ТОЧКА
- КРИТИЧЕСКАЯ ТОЧКА
-
точка на диаграмме состояния, соответствующая критическому состоянию. К. т. двухфазного равновесия жидкость — пар явл. конечной точкой на кривой испарения и характеризуется критич. значениями темп-ры Tк, давления рк и объёма Vк (табл.).ПАРАМЕТРЫ КРИТИЧЕСКОЙ ТОЧКИ ЖИДКОСТЬ-ПАР НЕКОТОРЫХ ВЕЩЕСТВ
К. т. представляет собой частный случай точки фазового перехода и характеризуется потерей термодинамич. устойчивости по плотности или составу в-ва. По одну сторону от К. т. в-во однородно (при Т>Тк), а по другую (на кривой равновесия) — расслаивается на фазы. У смесей или р-ров следует различать К. т. равновесия жидкость — пар и К. т. равновесия фаз разл. состава, находящихся в одном агрегатном состоянии (т. н. критич. точка растворимости). В связи с этим К. т. смесей (р-ров) дополнительно характеризуется концентрацией хк. В результате увеличения числа параметров, определяющих состояние системы, у смесей имеется не изолированная К. т., а критическая кривая, точки к-рой различаются значениями Тк. рк, Vк и хк. В окрестности К. т. наблюдается ряд особенностей в поведении в-ва (см. КРИТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ).
Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1983.
- КРИТИЧЕСКАЯ ТОЧКА
-
-точка на диаграмме состояния веществ, соответствующая критическому состоянию, в к-ром две (или более) фазы, находящиеся в термодинамич. равновесии, становятся тождественными по своим свойствам. В частности, с приближением к критическому состоянию различия в плотности, составе и др. свойствах сосуществующих фаз, а также теплота фазового перехода и межфазное поверхностное натяжение уменьшаются, а в К. т. равны нулю.
Рис. 1. Изотермы двуокиси углерода для нескольких температур, р - давление,
- удельный объём, К - критическая точка. Сплошные линии-изотермы, штриховые - кривые сосуществования жидкости и газа.
На диаграмме состояния однокомпонентной системы существует лишь одна К. т. равновесия жидкость - газ, характеризующаяся значениями критич. темп-ры Т с, критич. давления р с, критич. удельного объёма
(см. табл. и рис. 1).
Критические параметры некоторых веществ
Т с, К
р с, МПа
vf*106
м 8/моль
Гелий Не
5, 19
0,227
57,4
Водород Н 2
33,24
1,30
65,0
Неон Ne
44,4
2,654
41,7
Азот N2
126,25
3,400
90, 1
Оксид углерода СО
132,93
3,499
93,0
Аргон Аr
150,65
4,86
74,67
Кислород O2
154,58
5,043
78
Метан СН 4
190,66
4,626
99,38
Криптон Кr
209,39
5,49
91,9
Ксенон Хе
289,74
5,83
118,29
Диоксид углерода СО 2
304, 13
7,375
94 , 04
Этан С 2 Н 6
305,33
4,871
147, 1
Гексафторид серы SF6
318,687
3,760
200, 1
Пропан С 3 Н 8
369,85
4,247
200,0
Сероводород H2S
373,6
9,007
97,4
Диоксид серы SO2
430,7
7,88
122
Триоксид серы SO3
491,4
8,49
126
Вода Н 20
647,30
22, 12
56
Ртуть Hg
1460
166, 1
48
Литий Li
3200
68,9
66
При темп-pax выше Т с возможен непрерывный (без фазового превращения) переход вещества из газообразного состояния в жидкое, поэтому К. т. является конечной точкой линии двухфазного равновесия.
В К. т. соприкасаются линия двухфазного равновесия (бинодаль) и граница термодинамич. устойчивости (спинодаль), поэтому К. т. характеризуется условием В бинарных (двухкомпонентных)
растворах существуют линии К. т. (критич. кривые), при этом возможны не только К. т. равновесия жидкость - газ (рис. 2), но и К. т. равновесия двух жидких фаз (К. т. растворимости, рис. 3), двух газовых фаз (рис. 4) или двух твёрдых фаз. Линии К. т. равновесия жидкость - газ начинаются и оканчиваются в К. т. индивидуальных веществ. Чаще всего (в однокомпонентной системе всегда) расслоение на две фазы происходит при понижении темп-ры. Однако в растворах возможно существование нижних К. т. или даже одновременно нижних и верхних К. т. (рис. 5). К. т. растворов дополнительно характеризуются критической концентрацией х с. К. т. любого типа в бинарных растворах определяется условием 
где 
- разность хим. потенциалов компонентов раствора, х - концентрация одного из компонентов. Линии К. т. равновесия жидкость - жидкость и газ - газ обычно пересекаются с линиями др. фазовых равновесий. При этом К. т. равновесия двух фаз в присутствии третьей (некритич. фазы) наз. конечной критич. точкой. В многокомпонентных растворах (3 и более компонентов) существуют линии конечных К. т. В точке, где сливаются линии конечных К. т. равновесия жидкость - жидкость (в присутствии некритич. газовой фазы) и равновесия жидкость - газ (в присутствии некритич. жидкой фазы), становятся тождественными 3 фазы. Такая точка наз. трикритической. Возможно существование точек высш. порядка (поликритических), в к-рых становятся тождественными 4 фазы и более.
Рис. 2. Кривые равновесия жидкость -пар и критическая кривая системы пропан- изопентан; 1, 2 - кривые жидкости (сплошные) и пара (пунктирные) для смесей с мольной долей изопентана 0,206 и 0,607; К п, К И - критические точки пропана и изопентана, K1,2 - критические точки этих смесей.
Рис. 3. Кривая расслоения на две фазы жидкого раствора вода - фенол при р = const, KB - верхняя критическая точка. Заштрихована область двухфазного равновесия.
Рис. 4. Кривые фазового равновесия газ - газ в системе азот - аммиак при высоких давлениях, К i - критические точки
Переход системы из однофазного состояния в двухфазное вне К. т. и изменение состояния в самой К. т. существенно различаются. В первом случае при расслаивании на две фазы переход начинается с появлением небольшого кол-ва (зародыша) 2-й фазы, свойства к-рой отличаются от свойств 1-й фазы, что сопровождается выделением или поглощением теплоты фазового перехода. Поскольку возникновение зародыша новой фазы приводит к появлению поверхности раздела фаз и поверхностной энергии, для его рождения требуется определ. энергия. Это означает, что такой фазовый переход (1-го рода) может начаться лишь при нек-ром переохлаждении (перегреве) вещества, способствующем появлению устойчивых зародышей новой фазы (см. Кинетика фазовых переходов).
Рис. 5. В двухкомпонентной жидкой системе никотин - вода имеются верхняя критическая точка растворения К в и нижняя К н; заштрихована область двухфазного равновесия.
К. т. обнаруживает глубокую аналогию с точками фазовых переходов 2-го рода: в К. т. фазовый переход происходит в масштабах всей системы, а свойства флуктуационно возникающей новой фазы бесконечно мало отличаются от свойств исходной фазы. Поэтому возникновение новой фазы не связано с поверхностной энергией, т. е. исключается перегрев (переохлаждение), и фазовый переход не сопровождается выделением или поглощением теплоты, что характерно для фазовых переходов 2-го рода. Как и вблизи фазовых переходов 2-го рода, вблизи К. т. наблюдается ряд особенностей в поведении физ. свойств, обусловленных аномальным ростом флуктуации.
Лит. см. в ст. Критические явления. М. А. Анисимов.
Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.
.
