Критическое состояние вещества

Плотность насыщающего пара с возрастанием температуры увеличивается, плотность же большинства жидкостей при нагревании уменьшается (из-за их расширения). С ростом температуры значения этих плотностей сближаются и при некоторой температуре, определенной для каждого вещества, становятся равными. При этой температуре исчезает разница между жидким и газообразным состояниями. Такое состояние вещества называют критическим, а температуру, при которой оно наступает,— критической. Понятие критической температуры было впервые введено Д. И. Менделеевым (1860). Она была названа им «абсолютной температурой кипения»; термин «критическая температура» был введен позже.

На графике зависимости давления от объема (pV-диаграмма, рис. 3.1)

температуре Т1соответствует давление р1 насыщающего пара, температуре Т1>Т2—давление p1>p2. С ростом температуры горизонтальный участок изотермы, соответствующий двухфазному состоянию, т. е. жидкости и ее насыщенного пара, уменьшается и при температуре Т = Ткр стягивается в одну точку К. Эта точка характеризуется критическим давлением ркр и критическим объемом VКр. Критические температуры различных веществ различаются, например для гелия Ткр = 5 К (т. е. tкр= —268° С), а для воды Ткр = 647 К (+ 374° С).

Пунктирная линия на рис. 3.1 разделяет рV-диаграмму на три области. Справа от нее находится область ненасыщающего пара, слева — область, соответствующая жидкости внутри — область, характеризующая двухфазное состояние, т. е. жидкость и пар. Выше изотермы, которая соответствует температуре Ткр, расположена однофазная область — газ. Следовательно, при температуре выше критической вещество находится в газообразном состоянии и никаким сжатием превратить газ жидкость при данной температуре невозможно. Критическая температура-это наивысшая температура, при которой газ может быть превращён в жидкость.

Спектральный анализ

Характерным является то, что какой спектр излучается данными атомами, такой же и поглощается, т. е. спектры излучения по набору излучаемых частот совпадают со спектрами поглощения. Поскольку атомам разных веществ соответствуют свойственные только им спектры, то существует способ определения химического состава вещества методом изучения его спектров. Этот способ называется спектральным анализом. Спектральный анализ применяется для определения химического состава ископаемых руд при добыче полезных ископаемых, для определения химического состава атмосфер планет; является основным методом контроля состава вещества в металлургии и машиностроении.

Спектральный анализ электромагнитного излучения звезд — единственный способ определения их химического состава. Кроме этого анализ спектров позволяет определять температуру звезд, скорость их движения

Билет № 19

1. Испарение. Зависимость температуры кипения от давления.

2. Поляризация света. Поляроиды.

3. Задача для нахождении периода и частоты собственных электромагнитных колебаний контуров.

Ответы:

1.

Испарение — парообразование, происходящее при любой температуре со свободной поверхности жидкости. Неравномерное распределение кинетической энергии молекул при тепловом движении приводит к тому, что при любой температуре кинетическая энергия некоторых молекул жидкости или твердого тела может превышать потенциальную энергию их связи с другими молекулами. Большей кинетической энергией обладают молекулы, имеющие большую скорость, а температура тела зависит от скорости движения его молекул, следовательно, испарение сопровождается охлаждением жидкости. Скорость испарения зависит от площади открытой поверхности, температуры, концентрации молекул вблизи жидкости.