Критическая точка. Равновесие жидкости и газа.

Кривая равновесия фаз p(T)

При переходе через неё состояние тела переходит в другую фазу. На кривой (по определению) – равновесие фаз. По рисунку видно, что эта кривая может обрываться, что существует только для фаз «жидкость-газ» (пар). При p>p_кр, T>T_кр двухфазной системы «жидкость-газ» нет.

Как поведёт себя кривая равновесия на плоскостях (T,V), (p,V)? Ясно, что при одной и той же температуре объём может быть разным при равновесии фаз, и кривой p(T) соответствует целая (заштрихованная) область на этих плоскостях.

При приближении температуры к T_кр удельные объёмы находящихся в равновесии фаз сближаются и в критической точке совпадают (удельный вес одинаковый). То же самое про давление. При достижении критической точки между двумя состояниями вещества может быть осуществлён непрерывный переход, при котором ни в какой момент не происходит расслоение на фазы (нет резкой границы). Для этого надо менять состояние вдоль кривой (какой-нибудь), огибающей критическую точку и нигде не пересекающей кривую равновесия. Таким образом, понятие о различных фазах ограничивается условием, оно имеет смысл только в случае, когда обе одновременно существуют (на кривой равновесия). Ясно, что критическая точка может существовать только таких фаз, различие между которыми носит чисто качественный характер – жидкость и газ, жидкость и твёрдое тело, газ и твёрдое тело и т.д. Они отличаются между собой различной симметрией

Параметры для воды:

T_кр=220°С, p_кр=220 атм.

Определим теперь соотношение масс и объёма, например, на кривой T(V) (см. на рис.). В точке 1 – всё жидкость (объём V₁), В точке 2 – всё газ (объём V₂). Общий объём V. Каково соотношение масс?