(c) Condensation
Now consider what happens when we compress (reduce the volume of) a sample of
gas initially in the state marked A in Fig. 1.15 at constant temperature by pushing in a
piston. Near A, the pressure of the gas rises in approximate agreement with Boyle’s
law. Serious deviations from that law begin to appear when the volume has been
reduced to B.
At C (which corresponds to about 60 atm for carbon dioxide), all similarity to
perfect behaviour is lost, for suddenly the piston slides in without any further rise in
pressure: this stage is represented by the horizontal line CDE. Examination of the contents
of the vessel shows that just to the left of C a liquid appears, and there are two
phases separated by a sharply defined surface. As the volume is decreased from C
through D to E, the amount of liquid increases. There is no additional resistance to
the piston because the gas can respond by condensing. The pressure corresponding
to the line CDE, when both liquid and vapour are present in equilibrium, is called the
vapour pressure of the liquid at the temperature of the experiment.
At E, the sample is entirely liquid and the piston rests on its surface. Any further
reduction of volume requires the exertion of considerable pressure, as is indicated by
the sharply rising line to the left of E. Even a small reduction of volume from E to F
requires a great increase in pressure.
(d) Critical constants
The isotherm at the temperature Tc (304.19 K, or 31.04°C for CO2) plays a special role
in the theory of the states of matter. An isotherm slightly below Tc behaves as we have
already described: at a certain pressure, a liquid condenses from the gas and is
distinguishable
from it by the presence of a visible surface. If, however, the compression
takes place at Tc itself, then a surface separating two phases does not appear and the
volumes at each end of the horizontal part of the isotherm have merged to a single
point, the critical point of the gas. The temperature, pressure, and molar volume at
the critical point are called, respectively, the critical temperature, Tc, critical
pressure,
pc, and critical molar volume, Vc, of the substance. Collectively, pc, Vc, and Tc are the
critical constants of a substance (Table 1.5).
At and above Tc, the sample has a single phase that occupies the entire volume
of the container. Such a phase is, by definition, a gas. Hence, the liquid phase of a
substance does not form above the critical temperature. The critical temperature of
oxygen, for instance, signifies that it is impossible to produce liquid oxygen by
compression
alone if its temperature is greater than 155 K: to liquefy oxygen—to obtain a
fluid phase that does not occupy the entire volume—the temperature must first be
lowered to below 155 K, and then the gas compressed isothermally. The single phase
that fills the entire volume when T > Tc may be much denser that we normally consider
typical of gases, and the name supercritical fluid is preferred.
( C ) /
แล้วพิจารณาสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อเราบีบอัด ( ลดปริมาณ ) ตัวอย่างของ
ก๊าซครั้งแรกในรัฐเครื่องหมายในรูปที่ 1.15 ที่อุณหภูมิคงที่โดยการผลักดันใน
ลูกสูบ ใกล้ , ความดันของแก๊สเพิ่มขึ้นประมาณข้อตกลงของบอยล์
กฎหมาย การเบี่ยงเบนจากกฎร้ายแรงที่เริ่มปรากฏขึ้นเมื่อปริมาณที่ได้ลดลงไป B .
ที่ C ( ซึ่งสอดคล้องกับประมาณ 60 ตู้คาร์บอนไดออกไซด์ ) ทั้งหมดนี้คล้ายคลึงกับ
พฤติกรรมที่สมบูรณ์แบบหายไป อยู่ๆก็ลูกสูบ สไลด์ไม่ขึ้นอีก
ความดัน : ขั้นตอนนี้จะแสดงโดย CDE เส้นแนวนอน การตรวจสอบเนื้อหา
ของเรือแสดงให้เห็นว่าทางซ้ายของ C ของเหลวจะปรากฏขึ้นและมี 2
ขั้นตอนที่แยกจากกันโดยกำหนดอย่างรวดเร็วผิวเป็นปริมาณที่ลดลง จาก C
ผ่าน D E , จํานวนของเพิ่มสภาพคล่อง ไม่มีเพิ่มเติมเพื่อต้านทาน
ลูกสูบเนื่องจากก๊าซสามารถตอบสนองโดยระบาย . ความดันที่สอดคล้อง
ไปยังบรรทัด CDE ทั้งของเหลวและไออยู่ในสมดุล เรียกว่า ความดันไอของของเหลว
อุณหภูมิการทดลอง .
ที่ Eตัวอย่างที่เป็นของเหลวทั้งหมด และลูกสูบวางอยู่บนพื้นผิวของมัน การลดใด ๆเพิ่มเติม
ปริมาตรต้องออกแรงดันมาก , ตามที่ระบุโดย
เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเส้นด้านซ้ายของ อี แม้มีขนาดเล็กลดระดับเสียงจาก E ไป F
ต้องเพิ่มขึ้นอย่างมากในการกดดัน
( D ) ค่าคงที่การดูดซับที่อุณหภูมิ TC ( 304.19 K หรือ 31 .04 ° C สำหรับ CO2 ) เล่น บทบาทพิเศษในทฤษฎีของรัฐก็ตาม การดูดซับเล็กน้อยด้านล่างของ TC ที่เรามี
ได้อธิบาย : ที่ความดันบางของเหลวควบแน่นจากแก๊สและ
จากจินตนาการโดยการปรากฏตัวของที่มองเห็นได้บนพื้นผิว ถ้า , อย่างไรก็ตาม , การบีบอัด
เกิดขึ้นที่ TC ตัวเองแล้วผิวแยกเป็น 2 เฟส ไม่ปรากฏและ
ปริมาณที่แต่ละปลายของส่วนแนวนอนของไอโซเทอมรวมเป็นจุดเดียว
, จุดที่สำคัญของก๊าซ อุณหภูมิ ความดัน และปริมาตรโมลาร์ที่
จุดวิกฤติเรียกว่า ตามลำดับ อุณหภูมิวิกฤต , TC , คริ
PC , ความดันและปริมาตร มี VC โมลของสาร รวม , PC , VC , และ TC เป็นค่าคงที่สำคัญ
สาร ( ตารางที่ 15 ) .
ที่ขึ้นไป TC , ตัวอย่างมีเฟสเดียวที่ใช้ทั้งเล่ม
ของภาชนะ เช่นขั้นตอนคือโดยนิยามเป็นแก๊ส ดังนั้น เฟสของเหลวของ
สารไม่ได้ฟอร์มเหนืออุณหภูมิวิกฤต อุณหภูมิวิกฤติของ
ออกซิเจน ตัวอย่าง ซึ่งเป็นไปไม่ได้ที่จะผลิตของเหลวออกซิเจนโดยการบีบอัดคนเดียว
ถ้าอุณหภูมิสูงกว่า 155 k :สลายออกซิเจนเพื่อขอรับ
ของเหลวเฟสที่ไม่ครอบครองทั้งปริมาณอุณหภูมิครั้งแรกจะต้อง
ลดลงไปด้านล่าง 155 k แล้วอัดแก๊ส isothermally . ส่วนเฟสเดียว
ที่เติมปริมาณทั้งหมดเมื่อ t > TC จะหนาแน่นมากที่เรามักพิจารณา
ทั่วไปของก๊าซ และชื่อ supercritical fluid ดีกว่า
การแปล กรุณารอสักครู่..
