Δήμητρα Σπανού χημικός, συνταξιούχος  καθηγήτρια Μέσης Εκ/σης από 30-6-2025

υπό κατασκευή

Η ΚΡΙΣΙΜΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ

Η έννοια της κρίσιμης κατάστασης καλύπτει ένα ευρύ φάσμα φαινομένων πολύ διαφορετικής φύσης

Στον χώρο των θερμοδυναμικών συστημάτων σε μια περιοχή ορίων  πιέσεων και θερμοκρασιών υπάρχει διαχωρισμός   μεταξύ των αναμενόμενων  θερμοδυναμικών φάσεων που συνυπάρχουν σε ισορροπία αλλά έχουν διαφορά σε μια τουλάχιστον ποσότητα κατάστασης και μια ομογενούς φάσης  που έπεται όταν ί στις συνθήκες αυτές οι διαφορές ποσοτήτων καταστάσεων  μηδενίζονται 

 Κατά κανόνα δε, στη θερμοδυναμική οι φάσεις που εμφανίζονται κοντά στο κρίσιμο σημείο είναι ρευστές, δηλαδή υγρές ή αέριες. 

Όμως  στην φυσική στερεώς κατάστασης η έννοια του κρίσιμου σημείου  εφαργια να περιγράψει τη συμπεριφορά φάσης μαγνητικών και σιδηρομαγνητικών υλικών  κάτω από τη θερμοκρασία Κιουρί 

ΚΡΙΣΙΜΑ ΣΗΜΕΙΑ ΣΤΗ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ

Σε ένα θερμοδυναμικό σύστημα, στο οποίο οριοθετούνται καταστάσεις με οριακές γραμμές φάσης, υπάρχουν σημεία που οριοθετούν μια περιοχή  συνύπαρξης ,και μια μονοφασική περιοχή . Η περιοχή συνύπαρξης έχει μια ακραία τιμή που ονομάζεται κρίσιμο σημείο.

Εάν τα κρίσιμα σημεία συμπίπταυν με μετάβαση φάσης τότε οδηγεί στον σχηματισμό μι ας ομοιογενούς φάσης από συνυπάρχουσες φάσεις (ΣΤΑΔΙΑΚΗ ΕΞΑΦΑΝΙΣΗ ΜΙΑΣ ΦΑΣΗΣ ) ή αντίστροφα στον ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟ ΣΥΝΥΠΑΡΧΟΥΣΩΝ ΦΑΣΕΩΝ που προέρχονται από μια ομοιογενή

Ένα κοινό χαρακτηριστικό που είναι εγγενές στα κρίσιμα σημεία διαφόρων συστημάτων είναι η παρουσία ενός φυσικού μεγέθους εκτατικό  (όπως απόλυτος  όγκος,  σύνθεση μειγμάτων, κ.α.) ή εντατικές (όπως μοριακός όγκος, πυκνότητα

Αυτά το μέγεθος  είναι διαφορετικό από το μηδέν κάτω από την κρίσιμη θερμοκρασία και πηγαίνει στο μηδέν πάνω από αυτήν. Αυτό το φυσικό μέγεθος ονομάζεται παράμετρος παραγγελίας.

 Σε ένα σύστημα υγρού-αερίου, μια τέτοια παράμετρος είναι η διαφορά στις πυκνότητες ενός υγρού και ενός αερίου (Πf-Πg)- Σε υγρά δυαδικά διαλύματα, η παράμετρος παραγγελίας είναι η διαφορά στις συγκεντρώσεις μιας από τις φάσεις με (-x) και την κρίσιμη συγκέντρωση (~Hcr).

Αν το υπό εξέταση σύστημα, αλλάζοντας μια από τις εντατικές μεταβλητές του (θερμοκρασία, πίεση ) που στις συνυπάρχουσες φάσεις έχουν την ίδια τιμή , πλησιάσει  σε ένα κρίσιμο σημείο τα ελάχιστα της ελεύθερης ενθαλπίας ( χημικά δυναμικά ισορροπίας φάσεων) μετακινούνται πιο κοντά μεταξύ τους και οι ιδιότητες των συνυπαρχουσών φάσεων συγκλίνουν. Στο κρίσιμο σημείο οι ιδιότητες των συνυπαρχουσών φάσεων και της ομογενούς φάσης που υπάρχει έξω γίνονται δυσδιάκριτες

Σχεικά με το κρίσιμο σημείο σε μείγματα ή διαλύματα γίνεται διάκριση  μεταξύ του κρίσιμου σημείου ισορροπίας καθαρής ουσίας μεταξύ υγρού και του ατμού του και του κρίσιμου σημείου ισορροπίας φάσεων μη ιδανικών διαλυμάτων διαφορετικής σύνθεσης που βρίσκονται στην ίδια κατάσταση συσσωμάτωσης (υγρό -υγρό, αέριο- αέριο)

ΚΡΙΣΙΜΟ ΣΗΜΕΙΟ ΣΕ ΧΩΡΟΥΣ ΚΑΘΑΡΗΣ ΟΥΣΙΑΣ

ΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ ΥΛΗΣ ΣΤΗΝ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ ΥΓΡΟΥ-ΑΕΡΙΟΥ 

Μια καθαρή ουσία εξεταζόμενη θερμοδυναμικά σε δισδιάστατο διάγραμμα φάσεων Πίεσης _θερμοκρασίας, έχει περιοχές συνύπαρξης υγρού και ατμού. Στις καμπύλες φάσεων, οι οιποίες καταγράφουν τα σημεία ισορροπίας των τριών καταστάσεων (στερεά, υγρή, αέρια). και στα σημεία των οποίων έχουμε ισότητα των χημικών δυναμικών εκατέρωθεν αν ακολουθήσουμε την καμπύλη φάσης υγρού- αέριου βρίσκουμε ένα ακρότατο σημείο αυτού που ξεκινά από το τριπλό σημείο. Η θερμοκρασία στο σημείο αυτό είναι η κρίσιμη θερμοκρασία και το σημείο το κρίσιμο σημείο.

Σε θερμοκρασίες κοντά  στην κρίσιμη θερμοκρασία,  συνυπάρχει η υγρή και η αέρια φάση όμως πάνω από το κρίσιμο σημείο είναι αδύνατο να συμπυκνωθεί το αέριο μόνο με συμπίεση. Σε περιοχή κοντά στο κρίσιμο σημείο συναντάμε ομογενή φάση που  διαχωρίζεται με μια οριακή γραμμή (διακεκομένη) και δεν διακρίνονται η υγρή κει η αέρια φάση μεταξύ τους και τα μεμονωμένα σωματίδια μπορούν να κινούνται ελεύθερα στον χώρο. Το κρίσιμο σημείο είναι θερμοδυναμικές καταστάσεις που συνυπάρχουν οι περιοχές συνύπαρξης και η ομογενής φάση. Αυτό συνβαίνει γιατί κοντά στην κρίσιμη θερμοκρασία οι διαφορές στις  ιδιότητες των συνυπαρχουσών φάσεων η πυκνότητα, η σύνθεση, μειώνονται και στο κρίσιμο σημείο φτάνουν στο μηδέν. Η θερμότητα μετάβασης φάσης και η επιφανειακή τάση μεταξύ των επιφανειών μειώνονται έως μηδενίζονται.

 Στο κρίσιμο σημείο η πυκνότητα του υγρού καιο κορεσμένος ατμός γίνονται ίσα, η επιφανειακή τάση του υγρού πέφτει στο μηδέν . Σε θερμοκρασίες πάνω από την κρίσιμη θερμοκρασία, το αέριο δεν μπορεί να μετατραπεί σε υγρή κατάσταση σε οποιαδήποτε πίεση. 

Στην ομογενή φάση πάνω από το κρίσιμο σημείο οι ουσίες έχουν ειδικές ιδιότητες και περιλαμβάνει υγρά, μείγματα και υπέρκρίσιμα υγρά. 

ΚΡΙΣΙΜΟ ΣΗΜΕΙΟ  ΣΕ ΜΗ ΙΔΑΝΙΚΟ ΔΙΑΛΥΜΑ 2 ΣΥΣΤΑΤΙΚΩΝ ΜΕ ΣΥΝΥΠΑΡΧΟΥΣΕΣ ΦΑΣΕΙΣ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΗΣ ΣΥΣΤΑΣΗΣ

( ΜΕΡΙΚΩΣ ΑΝΑΜΙΓΝΥΟΜΕΝΑ ΥΓΡΑ)

Στην περίπτωση που έχουμε υγρά  όχι ιδανικά και μόνο μερικώς αναμιγνυόμενα  (νερό και 1 βουτανόλη) μπορούμε να διακρίνουμε 2  φάσεις σε ισορροπία μεταξύ τους που δημιουργούν δύο στρώσεις (υγρές φάσεις) οι οποίες είναι κορεσμένα διαλύματα του Β στο Α και του Α στο Β με διαφορετική σύνθεση ανάλογα  που λέγονται συζυγή διαλύματα. 

Στα συζυγή διαλύματα υπάρχει η κρίσιμη παράμετρος (παραγγελία) που είναι διαφορά στις διαλυτότητες του ενός στο άλλο υγρά

Όμως πάνω από ένα όριο, σε υψηλότερες θερμοκρασίες , υπάρχει μια τρίτη φάση  διαλύματος  συνήθως, με συγκεκριμένη σύσταση Α και Β

Οι φάσεις διαχωρίζονται με φασματικές γραμμές σχήμα Α

Στο σχήμα Α η καμπύλη από τα αριστερά έως το ανώτερο σημεί χωρίζει την φάση όπου έχω Β ουσία κορεσμένη σε Α (συζυγές 1) και την έξω από την καμπύλη περιοχή θερμοκρασιών που το διάλυμα έχει μια σταθερή σύσταση Α και Β υγρού. Αντίστοιχα το δεξί μέρος της καμπύλης (συζυγές2) χωρίζει την φάση του κορεσμένου Β σε Α με το έξω σταθερής σύστασης διάλυμα

Στην καμπύλητων φάσεων παρατηρούμε ότι με την άνοδο της θερμοκρασίας  αυξάνει η περιεκτικότητα του Α στο Β στο συζυγές 1 και του Β στο Α στο συζυγές 2,

   Η υψηλότερη θερμοκρασία  που συνεπάγει αυξημένη  κινητικής ενέργειας των μορίων κάθε ουσίας άρα και  μειωση  της ενέργειας των διαμοριακών συνδέσεων επιτρέπει ευκολότερη ανάμειξη των δύο υγρών και αυτό συνεχίζεται έως το ανώτατο σημείο της καμπύλης των φάσεων

όπου η σύσταση των δύο συζυγών γίνεται ίδια και ταυτίζεται επίσης με την σύσταση του εξωτερικού διαλύματος . Έτσι η κρίσιμη παράμετρος (παραγγελία) που είναι η διαφορά στη σύσταση των συζυγών διαλυμάτων μηδενίζεται και εδώ έχουμε κρίσιμο σημείο και μείωση των φάσεων

Η σύσταση αυτή λέγεται κρίσιμη σύνθεση και η θερμοκρασία ονομάζεται ανώτερη κρίσιμη θερμοκρασία ανάμειξης

 Σε υψηλότερες θερμοκρασίες επιτρέπεται μόνο μία σύνθεση

Πάνω από το ανώτερο σημείο ανάμειξης και το κατώτερο σημείο ανάμειξης τα συστατικά είναι  αναμειξιμα σε οποιαδήποτε αναλογία  

Την κρίσιμη θερμοκρασία ανάμειξης μπορούμε να επιτύχουμε σε ορισμένα άλλα υγρά μείγματα όπως τριαιθυλαμίνη- νερό,  μειώνοντας την θερμοκρασία (σχήμα (Β) )Σε υψηλότερες θερμοκρασίες από αυτό στο σύστημα διακρίνουμε δύο συζυγείς φάσεις

Υπάρχει ένα χαμηλότερο, το οριακό σημείο της θερμοκρασίας είναι η κατώτερη κρίσιμη θερμοκρασίας ανάμειξης και στο σημείο λέγεται έχουμε την κρίσιμη σύνθεση

Υπάρχουν συστήματα που έχουν ανώτατο και κατώτατο σημείο ανάμειξης (νερό- νικοτίνη)

Στα διαγράμματα φάσεων μπορεί να προσδιοριστεί η ποσοτική σχέση μεταξύ τους από τον κανόνα του μοχλού: Η σχέση των ποσοτήτων των διαλυμάτων είναι αντιστρόφως ανάλογη με τις αποστάσεις του σημείου της μέτρησης από την καμπύλη 

ΠΗΓΕΣ

Binodals - Βικιπαίδεια

Φυσικοχημεία Βασική Θεώρηση Ν. Α. Κατσάνου

Μερική αναμειξιμότητα υγρών

Μερική αναμειξιμότητα υγρών

Κρίσιμο σημείο (θερμοδυναμική) - Βικιπαίδεια

ΑΚΑΤΕΡΓΑΣΤΟ

up, справа — с нижней критической точкой (нижней точкой бинодали) K_low. Каждая точка внутри заштрихованной области отвечает двухфазной системе; точки вне заштрихованной области соответствуют однофазной системе"}},"i":0}}]}" id="mwfw" style="float: left; clear: left; width: 496px; background-color: transparent; margin: 0.5em 1.4em 1.3em 0px; max-width: 100%;" typeof="mw:Transclusion">

Η καμπύλη διαστρωμάτωσης (διάγραμμα αμοιβαίας διαλυτότητας των συστατικών Α και Β) σε ένα σύστημα δύο συστατικών: στα αριστερά — με το άνω κρίσιμο σημείο (το άνω σημείο του διοδικού) K_επάνω, στα δεξιά — με το κάτω κρίσιμο σημείο (το κάτω σημείο του διοδικού) K_χαμηλό. Κάθε σημείο εντός της σκιασμένης περιοχής αντιστοιχεί σε ένα σύστημα δύο φάσεων. Τα σημεία εκτός της σκιασμένης περιοχής αντιστοιχούν σε μονοφασικό σύστημα

 

 

up над нижней K_low (система вода — никотин), справа — верхняя критическая точка K_up под нижней K_low (система бензол — сера). Каждая точка внутри заштрихованной области отвечает двухфазной системе; точки вне заштрихованной области соответствуют однофазной системе"}},"i":0}}]}" id="mwgA" style="float: left; clear: left; width: 496px; background-color: transparent; margin: 0.5em 1.4em 1.3em 0px; max-width: 100%;" typeof="mw:Transclusion">

Η καμπύλη διαστρωμάτωσης (διάγραμμα αμοιβαίας διαλυτότητας των συστατικών Α και Β) σε ένα σύστημα δύο συστατικών με δύο κρίσιμα σημεία: στα αριστερά είναι το άνω κρίσιμο σημείο Κ_πάνω από το κάτω_{Κ χαμηλό} (σύστημα νερού-νικοτίνης), στα δεξιά είναι το άνω κρίσιμο σημείο Κ_πάνω από το κάτω_{Κ χαμηλό} (σύστημα βενζολίου-θείου). Κάθε σημείο εντός της σκιασμένης περιοχής αντιστοιχεί σε ένα σύστημα δύο φάσεων. Τα σημεία εκτός της σκιασμένης περιοχής αντιστοιχούν σε μονοφασικό σύστημα

 

 

Ιστορία

Το φαινόμενο της κρίσιμης κατάστασης της ύλης ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά το 1822 από τον Charles Cañard de La Tour και το 1860 ανακαλύφθηκε ξανά από τον D. I. Mendeleev. 

Θερμική Επεξεργασία Χάλυβα, Ονομασίες Κρίσιμων Σημείων, Μετασχηματισμοί κατά τη Θέρμανση στην Ωστενιτική Κατάσταση - Επιστήμη Υλικών

Κατά την εξέταση διαφορετικών τύπων θερμικής επεξεργασίας χάλυβα, χρησιμοποιούνται τα ακόλουθα σύμβολα κρίσιμων σημείων (Εικ. 5.1).

Εικ. 5.1. Μέρος του διαγράμματος Fe – Fe3Γ, προσδιορισμός κρίσιμων σημείων χάλυβα: Α - ωστενίτης. F – φερρίτης; P — περλίτης· CP – δευτερογενής τσιμεντίτης

Κρίσιμα σημεία Ax βρίσκονται στη γραμμή PSK (727 °C). Κρίσιμα σημεία A2 βρίσκονται στη γραμμή MO (768 °C). Κρίσιμα σημεία AKommersant βρίσκονται στη γραμμή GS και τα κρίσιμα σημεία AΤέχνη – στη γραμμή SE. Λόγω της θερμικής υστέρησης, οι μετασχηματισμοί κατά τη θέρμανση και την ψύξη πραγματοποιούνται σε διαφορετικές θερμοκρασίες. Επομένως, χρησιμοποιούνται πρόσθετοι δείκτες για την ένδειξη κρίσιμων σημείων κατά τη θέρμανση και την ψύξη: τα γράμματα "o στην περίπτωση θέρμανσης και τζιν στην περίπτωση ψύξης, για παράδειγμα AΧAΓ3,ΑΡΛ,Αr}.

https://www.eclass.tuc.gr/modules/document/file.php/MHPER352/%CE%94%CE%B9%CE%B1%CE%BB%CE%AD%CE%BE%CE%B5%CE%B9%CF%82%20%CE%BC%CE%B1%CE%B8%CE%AE%CE%BC%CE%B1%CF%84%CE%BF%CF%82/8.%20%CE%94%CE%B9%CE%B1%CE%B3%CF%81%CE%AC%CE%BC%CE%BC%CE%B1%CF%84%CE%B1%20%CF%86%CE%AC%CF%83%CE%B5%CF%89%CE%BD%20%CE%B4%CF%85%CE%B1%CE%B4%CE%B9%CE%BA%CF%8E%CE%BD%20%CF%83%CF%85%CF%83%CF%84%CE%B7%CE%BC%CE%AC%CF%84%CF%89%CE%BD-%CF%85%CE%B3%CF%81%CE%AC.pdf

ΚΡΙΣΙΜΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ - Τεχνική Θερμοδυναμική

ΚΡΙΣΙΜΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ - Τεχνική Θερμοδυναμική

ΚΡΊΣΙΜΑ ΦΑΙΝΌΜΕΝΑ

Γενικές διατάξεις

Σε ένα ρευστό ενός συστατικού, το κρίσιμο σημείο είναι το ακραίο σημείο της μετάβασης φάσης υγρού-ατμού που ξεκινά από το τριπλό σημείο.

Σε θερμοκρασίες πάνω από την κρίσιμη θερμοκρασία, είναι αδύνατο να συμπυκνωθεί το αέριο μόνο με συμπίεση. Κοντά στο κρίσιμο σημείο, οι ουσίες έχουν ειδικές ιδιότητες. Για παράδειγμα, στο κρίσιμο σημείο του υγρού, συμβαίνουν τα εξής:

• - μη φυσιολογική αύξηση της θερμικής ικανότητας σε σταθερή πίεση και σε σταθερό όγκο.
• - Ασυνήθιστα μεγάλη αύξηση της θερμικής αγωγιμότητας, σημαντική στένωση της γραμμής σκέδασης Rayleigh.
• - Μείωση της ισοθερμικής και αδιαβατικής ταχύτητας του ήχου.
• - Σχεδόν πλήρης παύση της διάχυσης κοντά στα κρίσιμα σημεία των δυαδικών μιγμάτων.
• - παρατηρείται κρίσιμη ιριδοποίηση (σκέδαση φωτός κοντά σε ένα κρίσιμο σημείο).
• - για πολλές ώρες και ακόμη και μια μέρα, ο παλμός θερμότητας δεν διαλύεται κ.λπ.

 

Καθοριστικό ρόλο σε αυτά τα φαινόμενα παίζει η αλληλεπίδραση ασυνήθιστα αυξανόμενων διακυμάνσεων της πυκνότητας, που οδηγούν, αφενός, στη μοναδική (μη αναλυτική) φύση των αλλαγών στις φυσικές ιδιότητες κοντά στο κρίσιμο σημείο και, αφετέρου, στην καθολικότητα της συμπεριφοράς των ουσιών.

Ωστόσο, ο αναγνώστης θα πρέπει να έχει κατά νου ότι η έννοια της κρίσιμης κατάστασης καλύπτει ένα ευρύ φάσμα φαινομένων πολύ διαφορετικής φύσης. Εκτός από τα υγρά ενός συστατικού, κρίσιμα σημεία και κρίσιμα φαινόμενα υπάρχουν σε υγρά διαλύματα, σιδηρομαγνήτες, δυαδικά κράματα και άλλα συστήματα.

Ένα κοινό χαρακτηριστικό που είναι εγγενές στα κρίσιμα σημεία διαφόρων συστημάτων είναι η παρουσία ενός φυσικού μεγέθους που είναι διαφορετικό από το μηδέν κάτω από την κρίσιμη θερμοκρασία και πηγαίνει στο μηδέν πάνω από αυτήν. Αυτό το φυσικό μέγεθος ονομάζεται παράμετρος παραγγελίας. Σε ένα σύστημα υγρού-αερίου, μια τέτοια παράμετρος είναι η διαφορά στις πυκνότητες ενός υγρού και ενός αερίου (Πf-Πg)- Σε υγρά δυαδικά διαλύματα, η παράμετρος παραγγελίας είναι η διαφορά στις συγκεντρώσεις μιας από τις φάσεις με (-x) και την κρίσιμη συγκέντρωση (~Hcr).

Η παρουσία της παραμέτρου της τάξης (παραγγελία) επιτρέπει τη θεωρητική εξέταση κρίσιμων φαινομένων με τη χρήση κρίσιμων δεικτών. Αυτοί οι δείκτες καθορίζουν τον νόμο δύναμης με τον οποίο το εν λόγω φυσικό μέγεθος αλλάζει κοντά στο κρίσιμο σημείο.

Σε αυτό το σεμινάριο, θα περιοριστούμε στην εξέταση κρίσιμων φαινομένων μόνο σε δύο συστήματα: δυαδικά μείγματα υγρού-αερίου και υγρού.

Υπάρχει μεγάλη ομοιότητα μεταξύ αυτών των δύο κατηγοριών συστημάτων, η οποία βασίζεται στο γεγονός ότι η ελεύθερη ενέργεια ενός αερίου (ως συνάρτηση του όγκου και της θερμοκρασίας) είναι ισοδύναμη με το μοριακό θερμοδυναμικό δυναμικό ενός δυαδικού μείγματος (ως συνάρτηση της συγκέντρωσης και της θερμοκρασίας σε μια δεδομένη πίεση).

Για να κατανοήσουμε αυτήν την ομοιότητα, μερικές παρόμοιες τιμές σε αυτά τα δύο κρίσιμα συστήματα δίνονται παραπάνω (Πίνακας^_______________________

 

 

Κρίσιμο σημείο (θερμοδυναμική) - Βικιπαίδεια

Το κρίσιμο σημείο στο διάγραμμα της κατάστασης της ύλης αντιστοιχεί στα οριακά σημεία στις καμπύλες ισορροπίας φάσης, κοντά στο σημείο διαταράσσεται η ισορροπία φάσης και υπάρχει απώλεια θερμοδυναμικής σταθερότητας ως προς την πυκνότητα της ουσίας. Στη μία πλευρά του κρίσιμου σημείου, η ουσία είναι ομοιογενής (συνήθως σε  T_{\\mathrm{crit}}"}}" id="mwag" style="white-space: nowrap; color: rgb(32, 33, 34); font-family: sans-serif; font-size: 16px;" typeof="mw:Extension/math">), και σύμφωνα με το άλλο, χωρίζεται σε υγρό και ατμό.

 

Ένα κρίσιμο σημείο ισορροπίας φάσεων είναι ένα σημείο σε ένα διάγραμμα καταστάσεων ουσιών που αντιστοιχούν σε μια κρίσιμη κατάσταση, δηλαδή, το τελικό σημείο μιας καμπύλης συνύπαρξης φάσεων στην οποία δύο (ή περισσότερες) φάσεις στη θερμοδυναμική ισορροπία γίνονται ταυτόσημες ως προς τις ιδιότητές τους^.[6][7]. Ειδικότερα, με την προσέγγιση της κρίσιμης κατάστασης, οι διαφορές στην πυκνότητα, τη σύνθεση και άλλες ιδιότητες των συνυπαρχουσών φάσεων, καθώς και η θερμότητα της μετάβασης φάσης και η επιφανειακή τάση μεταξύ των επιφανειών, μειώνονται και στο κρίσιμο σημείο είναι ίσες με μηδέν^. Κρίσιμα φαινόμενα παρατηρούνται κοντά στο κρίσιμο σημείο.

 

Σε θερμοκρασίες πάνω από την κρίσιμη θερμοκρασία, το αέριο δεν μπορεί να μετατραπεί σε υγρή κατάσταση σε οποιαδήποτε πίεση.

Σε μείγματα ή διαλύματα, είναι απαραίτητο να γίνει διάκριση μεταξύ του κρίσιμου σημείου ισορροπίας υγρού και ατμού και του κρίσιμου σημείου ισορροπίας φάσεων διαφορετικής σύνθεσης που βρίσκονται στην ίδια κατάσταση συσσωμάτωσης (υγρό-υγρό, αέριο-αέριο). Από αυτή την άποψη, το κρίσιμο σημείο των μειγμάτων (διαλυμάτων) χαρακτηρίζεται επιπλέον από την κρίσιμη συγκέντρωση των συστατικών. Ως αποτέλεσμα της αύξησης του αριθμού των παραμέτρων που καθορίζουν την κατάσταση του συστήματος, τα μείγματα δεν έχουν ένα κρίσιμο σημείο, αλλά ένα σύνολο κρίσιμων σημείων που σχηματίζουν μια καμπύλη κρίσιμων σημείων^[6] (κρίσιμη καμπύλη^[7][8]). Ένα παράδειγμα μιας τέτοιας καμπύλης φαίνεται στην εξωτερική εικόνα 1.

Φυσική σημασία

Στο κρίσιμο σημείο, η πυκνότητα του υγρού και ο κορεσμένος ατμός του γίνονται ίσοι και η επιφανειακή τάση του υγρού πέφτει στο μηδέν, οπότε η διεπαφή υγρού-ατμού εξαφανίζεται. Αυτή η κατάσταση ονομάζεται υπερκρίσιμο υγρό.

Για ένα μείγμα ουσιών, η κρίσιμη θερμοκρασία δεν είναι σταθερή τιμή και μπορεί να αναπαρασταθεί από μια χωρική καμπύλη (ανάλογα με την αναλογία των συστατικών συστατικών), τα ακραία σημεία της οποίας είναι οι κρίσιμες θερμοκρασίες των καθαρών ουσιών που αποτελούν τα συστατικά του υπό εξέταση μείγματος.

Το κρίσιμο σημείο στο διάγραμμα της κατάστασης της ύλης αντιστοιχεί στα οριακά σημεία στις καμπύλες ισορροπίας φάσης, κοντά στο σημείο διαταράσσεται η ισορροπία φάσης και υπάρχει απώλεια θερμοδυναμικής σταθερότητας ως προς την πυκνότητα της ουσίας. Στη μία πλευρά του κρίσιμου σημείου, η ουσία είναι ομοιογενής (συνήθως σε  T_{\\mathrm{crit}}"}}" id="mwag" style="white-space: nowrap;" typeof="mw:Extension/math">), και σύμφωνα με το άλλο, χωρίζεται σε υγρό και ατμό.

 

up, справа — с нижней критической точкой (нижней точкой бинодали) K_low. Каждая точка внутри заштрихованной области отвечает двухфазной системе; точки вне заштрихованной области соответствуют однофазной системе"}},"i":0}}]}" id="mwfw" style="float: left; clear: left; width: 496px; background-color: transparent; margin: 0.5em 1.4em 1.3em 0px; max-width: 100%;" typeof="mw:Transclusion">

Η καμπύλη διαστρωμάτωσης (διάγραμμα αμοιβαίας διαλυτότητας των συστατικών Α και Β) σε ένα σύστημα δύο συστατικών: στα αριστερά — με το άνω κρίσιμο σημείο (το άνω σημείο του διοδικού) K_επάνω, στα δεξιά — με το κάτω κρίσιμο σημείο (το κάτω σημείο του διοδικού) K_χαμηλό. Κάθε σημείο εντός της σκιασμένης περιοχής αντιστοιχεί σε ένα σύστημα δύο φάσεων. Τα σημεία εκτός της σκιασμένης περιοχής αντιστοιχούν σε μονοφασικό σύστημα

 

 

up над нижней K_low (система вода — никотин), справа — верхняя критическая точка K_up под нижней K_low (система бензол — сера). Каждая точка внутри заштрихованной области отвечает двухфазной системе; точки вне заштрихованной области соответствуют однофазной системе"}},"i":0}}]}" id="mwgA" style="float: left; clear: left; width: 496px; background-color: transparent; margin: 0.5em 1.4em 1.3em 0px; max-width: 100%;" typeof="mw:Transclusion">

Η καμπύλη διαστρωμάτωσης (διάγραμμα αμοιβαίας διαλυτότητας των συστατικών Α και Β) σε ένα σύστημα δύο συστατικών με δύο κρίσιμα σημεία: στα αριστερά είναι το άνω κρίσιμο σημείο Κ_πάνω από το κάτω_{Κ χαμηλό} (σύστημα νερού-νικοτίνης), στα δεξιά είναι το άνω κρίσιμο σημείο Κ_πάνω από το κάτω_{Κ χαμηλό} (σύστημα βενζολίου-θείου). Κάθε σημείο εντός της σκιασμένης περιοχής αντιστοιχεί σε ένα σύστημα δύο φάσεων. Τα σημεία εκτός της σκιασμένης περιοχής αντιστοιχούν σε μονοφασικό σύστημα

 

 

Ιστορία

Το φαινόμενο της κρίσιμης κατάστασης της ύλης ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά το 1822 από τον Charles Cañard de La Tour και το 1860 ανακαλύφθηκε ξανά από τον D. I. Mendeleev. 

 

 

 

up, справа — с нижней критической точкой (нижней точкой бинодали) K_low. Каждая точка внутри заштрихованной области отвечает двухфазной системе; точки вне заштрихованной области соответствуют однофазной системе"}},"i":0}}]}" id="mwfw" style="float: left; clear: left; width: 496px; background-color: transparent; margin: 0.5em 1.4em 1.3em 0px; max-width: 100%;" typeof="mw:Transclusion">

Η καμπύλη διαστρωμάτωσης (διάγραμμα αμοιβαίας διαλυτότητας των συστατικών Α και Β) σε ένα σύστημα δύο συστατικών: στα αριστερά — με το άνω κρίσιμο σημείο (το άνω σημείο του διοδικού) K_επάνω, στα δεξιά — με το κάτω κρίσιμο σημείο (το κάτω σημείο του διοδικού) K_χαμηλό. Κάθε σημείο εντός της σκιασμένης περιοχής αντιστοιχεί σε ένα σύστημα δύο φάσεων. Τα σημεία εκτός της σκιασμένης περιοχής αντιστοιχούν σε μονοφασικό σύστημα

 

 

up над нижней K_low (система вода — никотин), справа — верхняя критическая точка K_up под нижней K_low (система бензол — сера). Каждая точка внутри заштрихованной области отвечает двухфазной системе; точки вне заштрихованной области соответствуют однофазной системе"}},"i":0}}]}" id="mwgA" style="float: left; clear: left; width: 496px; background-color: transparent; margin: 0.5em 1.4em 1.3em 0px; max-width: 100%;" typeof="mw:Transclusion">

Η καμπύλη διαστρωμάτωσης (διάγραμμα αμοιβαίας διαλυτότητας των συστατικών Α και Β) σε ένα σύστημα δύο συστατικών με δύο κρίσιμα σημεία: στα αριστερά είναι το άνω κρίσιμο σημείο Κ_πάνω από το κάτω_{Κ χαμηλό} (σύστημα νερού-νικοτίνης), στα δεξιά είναι το άνω κρίσιμο σημείο Κ_πάνω από το κάτω_{Κ χαμηλό} (σύστημα βενζολίου-θείου). Κάθε σημείο εντός της σκιασμένης περιοχής αντιστοιχεί σε ένα σύστημα δύο φάσεων. Τα σημεία εκτός της σκιασμένης περιοχής αντιστοιχούν σε μονοφασικό σύστημα

 

 

Ιστορία

Το φαινόμενο της κρίσιμης κατάστασης της ύλης ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά το 1822 από τον Charles Cañard de La Tour και το 1860 ανακαλύφθηκε ξανά από τον D. I. Mendeleev. 

Θερμική Επεξεργασία Χάλυβα, Ονομασίες Κρίσιμων Σημείων, Μετασχηματισμοί κατά τη Θέρμανση στην Ωστενιτική Κατάσταση - Επιστήμη Υλικών

Κατά την εξέταση διαφορετικών τύπων θερμικής επεξεργασίας χάλυβα, χρησιμοποιούνται τα ακόλουθα σύμβολα κρίσιμων σημείων (Εικ. 5.1).

Εικ. 5.1. Μέρος του διαγράμματος Fe – Fe3Γ, προσδιορισμός κρίσιμων σημείων χάλυβα: Α - ωστενίτης. F – φερρίτης; P — περλίτης· CP – δευτερογενής τσιμεντίτης

Κρίσιμα σημεία Ax βρίσκονται στη γραμμή PSK (727 °C). Κρίσιμα σημεία A2 βρίσκονται στη γραμμή MO (768 °C). Κρίσιμα σημεία AKommersant βρίσκονται στη γραμμή GS και τα κρίσιμα σημεία AΤέχνη – στη γραμμή SE. Λόγω της θερμικής υστέρησης, οι μετασχηματισμοί κατά τη θέρμανση και την ψύξη πραγματοποιούνται σε διαφορετικές θερμοκρασίες. Επομένως, χρησιμοποιούνται πρόσθετοι δείκτες για την ένδειξη κρίσιμων σημείων κατά τη θέρμανση και την ψύξη: τα γράμματα "o στην περίπτωση θέρμανσης και τζιν στην περίπτωση ψύξης, για παράδειγμα AΧAΓ3,ΑΡΛ,Αr}.