Критическое состояние

Критическое состояние. Жидкость, нагреваемая под постоянным давлением р, при известной температуре t закипает; в это время плотность ее имеет определенное значение D, а плотность выделяющегося пара — определенное значение d, причем D значительно больше d. Для того, чтобы единица массы жидкости обратилась в пар, необходимо затратить известное количество тепла, — так называемое скрытое тепло парообразования — r. Увеличим давление р; тогда повысится температура кипения t; плотность кипящей жидкости D сделается меньше прежнего, а плотность пара d увеличится, и, значит, разность D—d сделается меньше, чем прежде; уменьшится и скрытая теплота парообразования r. Теория, данная ван-дер-Вальсом (см.), показывает, что при повышении давления до некоторого значения р_k наступит следующее: жидкость будет приходить в состояние кипения при температуре t_k, причем скрытая теплота парообразования r будет равна нулю; поэтому кипение будет происходить, так сказать, мгновенно, как только жидкость примет температуру t; выделяющийся пар и кипящая жидкость будут иметь одну и ту же плотность dk и, следовательно, не будут отличаться друг от друга по физическим свойствам. Такое состояние вещества, когда его давление, температура и плотность соответственно равны р_k, t_k и d_k, названо критическим состоянием. На опыте критическое состояние в точном смысле неосуществимо, так как оно является неустойчивым; однако, величины p_k, t_k, d_k (так называемое критическое давление, критическая температура и критическая плотность) могут быть определены с значительной степенью точности. Так, например, для этилового эфира p_k=20 060 mm, t_k=193°,8, d_k=0,2622. Из предыдущего ясно, что в критическом состоянии совершенно стирается различие между жидкостью и ее паром: поэтому о «кипении» под критическим давлением p_k уже можно говорить лишь в условном, «предельном» смысле. Если же мы поставим жидкость под давление большее, чем p_k, то при повышении ее температуры она уже вовсе не будет кипеть, т. е. вовсе не будет иметь места тот прерывный (благодаря различию D и d) переход, который мы называем кипением. Жидкость и здесь, конечно, при достаточном повышении температуры перейдет в газообразное состояние; но переход этот будет вполне непрерывный. Т. о. теория критического состояния стоит в теснейшей связи с теорией непрерывности жидкого и газообразного состояния вещества.

А. Бачинский.