Kluczowa różnica – punkt krytyczny a punkt potrójny
Punkt krytyczny i punkt potrójny to terminy używane do wyjaśnienia temperatur i ciśnień, w których dwie lub więcej faz substancji może ze sobą współistnieć. Punktem krytycznym jest stan współistnienia fazy ciekłej i parowej tej samej substancji. Punkt potrójny to stan, w którym wszystkie trzy fazy materii mogą ze sobą współistnieć. Kluczową różnicą między punktem krytycznym a punktem potrójnym jest to, że punkt krytyczny opisuje współistnienie dwóch faz tej samej substancji, podczas gdy punkt potrójny opisuje współistnienie trzech faz tej samej substancji.
Co to jest punkt krytyczny?
Punktem krytycznym substancji jest punkt końcowy krzywej równowagi fazowej tej substancji. Krzywa równowagi fazowej lub diagram fazowy to wykres ciśnienia w funkcji temperatury, na którym pokazane są zmiany fazowe substancji. Pokazuje temperatury i ciśnienie, w których substancja występuje w postaci ciała stałego, cieczy lub gazu. Punktem krytycznym jest temperatura i ciśnienie, w których współistnieją faza ciekła i parowa.
Rysunek 01: Diagram fazowy przedstawiający zarówno punkt krytyczny, jak i punkt potrójny
Temperatura i ciśnienie w punkcie krytycznym są określane jako temperatura krytyczna (Tc) i ciśnienie krytyczne (Pc). Jak pokazano na powyższym obrazku, linie między dwiema fazami są znane jako granice. Punkt krytyczny wskazuje punkt, w którym znikają granice linii.
Poznanie krytycznego punktu substancji jest czasami bardzo ważne. Na przykład gaz nigdy nie może ulec kondensacji w temperaturach i ciśnieniach powyżej jego punktu krytycznego. Dzieje się tak, ponieważ siły międzycząsteczkowe między cząsteczkami gazu są osłabione w bardzo wysokich temperaturach, ponieważ energia kinetyczna tych cząsteczek jest zwiększona.
Istnieją dwa rodzaje punktów krytycznych;
Punkt krytyczny dla pary wodnej
Jest to typowy punkt krytyczny, w którym para substancji współistnieje z jej płynną postacią. Punkt krytyczny wody to 647 K i 22,064 MPa.
Punkt krytyczny ciecz-ciecz
Ten typ punktów krytycznych jest zdefiniowany dla rozwiązań. Jest to temperatura i ciśnienie, w których mieszanina roztworu jest rozdzielana na dwie odrębne fazy ciekłe.
Co to jest potrójny punkt?
Punkt potrójny to temperatura i ciśnienie, w których faza stała, ciekła i gazowa danej substancji współistnieją w równowadze. Opisuje specyficzny stan termodynamiczny matu. Czasami punkt potrójny może obejmować więcej niż jedną fazę stałą, gdy istnieją polimorfy substancji. Na diagramie fazowym punkt potrójny to punkt, w którym wszystkie trzy linie graniczne spotykają się ze sobą. Kilka przykładów punktów potrójnych podano poniżej.
Jakie są podobieństwa między punktem krytycznym a punktem potrójnym?
- Zarówno punkt krytyczny, jak i punkt potrójny opisują określone temperatury i ciśnienia.
- Zarówno punkt krytyczny, jak i punkt potrójny opisują stany równowagi, w których współistnieją dwa lub więcej stanów fizycznych substancji.
Jaka jest różnica między punktem krytycznym a punktem potrójnym?
Punkt krytyczny a punkt potrójny |
|
| Punkt krytyczny substancji jest punktem końcowym krzywej równowagi fazowej tej substancji. | Punkt potrójny to temperatura i ciśnienie, w których faza stała, ciekła i gazowa danej substancji współistnieją w równowadze. |
| Fazy | |
| Punkt krytyczny opisuje współistnienie dwóch faz tej samej substancji. | Potrójny punkt opisuje współistnienie trzech faz tej samej substancji. |
| Woda jako przykład | |
| Krytyczny punkt wody to 647 K i 22,064 MPa. | Potrójny punkt wody wynosi 273,16 K i 0,611657 MPa. |
| Diagram fazowy | |
| Punkt krytyczny jest punktem końcowym krzywej diagramu fazowego. | Punkt potrójny to punkt, w którym wszystkie linie graniczne spotykają się ze sobą. |
Podsumowanie – punkt krytyczny a punkt potrójny
Punkt krytyczny substancji jest punktem końcowym krzywej równowagi fazowej tej substancji, który podaje temperaturę i ciśnienie, przy których faza ciekła i gazowa substancji mogą ze sobą współistnieć. Punkt potrójny podaje temperaturę i ciśnienie, w których wszystkie trzy fazy materii mogą ze sobą współistnieć. Różnica między punktem krytycznym a punktem potrójnym polega na tym, że punkt krytyczny opisuje współistnienie dwóch faz tej samej substancji, podczas gdy punkt potrójny opisuje współistnienie trzech faz tej samej substancji.
