Kritický stav

Uvědomme si znovu význam křivky tlaku sytých par. Souřadnice bodu na této křivce udávají teplotu a k ní příslušný tlak syté páry. Pára je syta, a proto je v rovnováze se svou kapalinou. Celý prostor párou naplněný obsahuje maximální počet molekul páry, který může za dané teploty pojmout. Při vyšší teplotě je počet molekul, potřebný k nasycení, větší. Hustota syté páry roste s teplotou, a to zrychleně.

Křivka tlaku sytých par je ohraničena zdola i shora. Snižujeme-li teplotu, klesá tlak sytých par. Nakonec dojdeme k teplotě, kdy další ubírání tepla způsobí tuhnutí kapaliny. Křivka tlaku sytých par končí dole u teploty tuhnutí kapaliny. Teplota tuhnutí je nejnižší teplota, při které je kapalina v rovnováze se svou sytou párou. Sytá pára sice existuje i při nižší teplotě (i pevné látky se vypařují (sublimace)), avšak neexistuje již kapalina, ale pouze pevná látka (s výjimkou metastabilního stavu přechlazené kapaliny).

Křivka tlaku sytých par je ukončena také nahoře. Pokusně to zjistil poprvé francouzský fyzik Cagniard de la Tour (Kaňár de la Túr). Zahříváme-li zkoumanou kapalinu, roste tlak a hustota sytých par, kapaliny ubývá a její hustota klesá. Rozhraní mezi kapalinou a párou je však stále ostré a zřetelné (indexy lomu kapaliny a páry jsou různé). Při zcela určité teplotě nastane však v látce neklidný pohyb, kapalina se mísí s párou, rozhraní mezi nimi mizí, látka se stane stejnorodou. Při této teplotě, zvané kritická teplota, končí křivka tlaku sytých par, neboť při teplotě vyšší není už kapaliny, je jen pára.


Křivka tlaku sytých par je ohraničena zdola i shora. Zdola je to teplotou tuhnutí zkoumané kapaliny a shora kritickou teplotou, resp. kritickým tlakem.

Obrázek 1 (jevy při kritické teplotě)

a,b,c pod kritickou teplotou je zřetelné rozhraní kapalina pára, d - při kritické teplotě rozhraní mizí

Kritická teplota je nejvyšší teplota, při níž může látka existovat ještě ve stavu kapalném; je to poslední stav rovnováhy mezi kapalinou a její sytou párou. Nad kritickou teplotou může látka existovat už jen ve skupenství plynném. Nelze tedy také obráceně zkapalnit páru zahřátou nad kritickou teplotu. I když použijeme sebevětšího tlaku, musíme ji napřed ochladit pod kritickou teplotu.

Tlak příslušný kritické teplotě se nazývá kritický tlak. U vody je kritická teplota 374,15, kritický tlak asi 221,3*105 Pa.


Pokračovat

Obsah

Úvodní rozdělení