Главная >> Физика. 10 класс. Базовый уровень. Пурышева

Глава 6. Свойства газов

Критическое состояние вещества

По графикам на рисунке 90 видно, что, чем выше температура, тем меньше горизонтальный участок изотермы, т. е. точки B и С, соответствующие газообразному и жидкому состояниям системы, сближаются (изотерма 3). При некоторой температуре эти две точки совпадают (изотерма 2), и горизонтальный участок превращается в точку перегиба К. Эта точка соответствует состоянию, при котором исчезает различие между жидкостью и паром. Состояние системы, соответствующее на графике точке К, называют критическим. Температуру, при которой система находится в критическом состоянии, называют критической температурой.

По мере повышения температуры жидкости в замкнутом сосуде её плотность уменьшается, а плотность пара возрастает, поскольку жидкость интенсивнее испаряется. При критической температуре плотность жидкости становится минимальной, а плотность пара максимальной (рис. 91). При температуре выше критической путём изотермического сжатия пар нельзя превратить в жидкость (изотерма 1 на рис. 90).

В таблице 19 приведены значения критической температуры для некоторых веществ.

В конце XVIII в. возникла идея сжижения газа. Первым в жидкость был переведён аммиак. Английский физик Майкл Фарадей (1791—1867) внёс определённый вклад в решение этой проблемы. Ему удалось получить жидкий хлор и перевести в жидкое состояние ряд других газов. Однако кислород, азот, водород сжижить не удалось. Причину этого правильно понял Д. И. Менделеев. Он предположил, что у данных газов очень низкая критическая температура. Чтобы перевести их в жидкость, необходимо эти газы сначала охладить до температуры ниже критической, а затем сжать.

Вопросы для самопроверки

1. Поясните график зависимости плотности жидкости и её пара от температуры (см. рис. 91). Что означает точка А на графике?

2. Можно ли путём изотермического сжатия перевести углекислый газ, находящийся при температуре 50 °С, в жидкое состояние?

3. Почему идеальный газ остаётся в газообразном состоянии при любых значениях давления и температуры?

4. От каких параметров зависит внутренняя энергия реального газа?

<<< К началу