임계점 (열역학)

3. 임계점 근처의 물질의 상태

임계점 근방에서 액체와 기체의 물리적 특성은 급격하게 변한다. 예를 들어, 정상 조건에서 액체 상태의 물은 거의 압축되지 않고, 열팽창 계수가 낮으며, 유전율이 높고, 전해질을 잘 녹인다. 그러나 임계점 근처에서는 이러한 성질이 정반대로 바뀌어, 물은 압축 가능하고, 팽창 가능하며, 유전체가 아니고, 전해질에 대한 용매가 아니며, 비극성 기체 및 유기 분자와 더 쉽게 혼합된다.^[4]

임계점에서는 한 가지 상(phase)만이 존재하며, 증발열은 0이 된다. PV 도표에서 등온선(임계 등온선)에는 정류 변곡점이 나타난다.

임계점 이상에서는 액체 상태와 기체 상태 모두와 연속적으로 연결될 수 있는(상 전이 없이 변환될 수 있는) 초임계 유체 상태가 존재한다. 피셔와 위덤은 임계점을 넘어서면 액체와 증기 사이의 구분이 사라진다는 일반적인 지식에 이의를 제기하며, 다른 점근적 통계적 특성을 가진 상태를 분리하는 ''p''–''T'' 선 (피셔-위덤 선)을 확인했다.^[8]

3. 1. 질소의 예

4. 물과 공기의 예

액체인 물은 1기압 100°C에서 수증기로 변한다. 그러나 압력을 218.3기압으로 높이면 끓는점은 374.2°C가 된다. 이보다 더 온도가 높아지면 압력을 계속 가해도 물은 액체 상태를 유지하지 못한다.

공기는 1기압에서는 아무리 온도를 내려도 액화되지 않지만, 온도를 -140.7°C로 낮추고 37.2기압 이상의 압력을 가하면 액체가 된다. 이보다 낮은 온도에서는 더 낮은 압력으로도 액화가 가능하다.

4. 1. 물의 임계점

4. 2. 공기의 임계점

5. 액체-기체 임계점

5. 1. 개요

5. 2. 역사

5. 3. 이론

6. 혼합물: 액체-액체 임계점

용액의 액체-액체 임계점은 상 다이어그램의 이중상 영역의 한계에서 발생하는 ''임계 용해 온도''에서 발생한다. 즉, 온도나 압력과 같은 어떤 열역학적 변수의 무한소 변화가 혼합물을 두 개의 뚜렷한 액체 상으로 분리시키는 지점이다. 액체-액체 임계점의 두 가지 유형은 냉각이 상 분리를 유도하는 가장 뜨거운 지점인 상부 임계 용해 온도(UCST)와 가열이 상 분리를 유도하는 가장 차가운 지점인 하부 임계 용해 온도(LCST)이다.

7. 주요 물질의 임계 온도 및 임계 압력

참조

_[1] 논문 Theoretische und experimentelle Untersuchungen zum Hochdruckphasengleichgewichtsverhalten fluider Stoffgemische für die Erweiterung der PSRK-Gruppenbeitragszustandsgleichung Carl-von-Ossietzky Universität Oldenburg
_[2] 서적 Introduction to phase transitions and critical phenomena https://www.worldcat[...] Oxford University Press 1987
_[3] 학술지 The IAPWS Formulation 1995 for the Thermodynamic Properties of Ordinary Water Substance for General and Scientific Use 2002-06
_[4] 간행물 Near-critical behavior of aqueous systems Elsevier 2004
_[5] 서적 Physical Chemistry W. H. Freeman 2006
_[6] 서적 Physical Chemistry Benjamin/Cummings 1982
_[7] 서적 Chemical Thermodynamics MacMillan 1969
_[8] 학술지 Decay of Correlations in Linear Systems https://aip.scitatio[...] 2023-01-09
_[9] 학술지 Pre-Yield Non-Affine Fluctuations and A Hidden Critical Point in Strained Crystals 2015-06-03
_[10] 학술지 Exposé de quelques résultats obtenu par l'action combinée de la chaleur et de la compression sur certains liquides, tels que l'eau, l'alcool, l'éther sulfurique et l'essence de pétrole rectifiée https://books.google[...] 1822
_[11] 간행물 Critical phenomena: 150 years since Cagniard de la Tour. 2009
_[12] 학술지 1861
_[13] 서적 Theoretical Physics, Vol. V: Statistical Physics
_[14] 학술지 The Bakerian lecture: On the continuity of the gaseous and liquid states of matter http://rstl.royalsoc[...] 1869
_[15] 서적 Thermodynamics: an engineering approach McGraw-Hill
_[16] 학술지 Compressibility Chart for Hydrogen and Inert Gases
_[17] 서적 The Elements Oxford University Press
_[18] 서적 Thermodynamics: An Engineering Approach https://archive.org/[...] McGraw-Hill
_[19] 웹사이트 Ammonia – NH3 – Thermodynamic Properties http://www.engineeri[...] 2017-04-07
_[20] 웹사이트 Critical Temperature and Pressure http://www.chem.purd[...] Purdue University 2006-12-19
_[21] 문서 Gold Book C01402
_[22] 문서 Gold Book C01397
_[23] 문서 純物質の沸点と蒸気圧は各物質に固有の値ではなく、それぞれ圧力と温度により変化する。
_[24] 문서 バーロー物理化学 p. 21
_[25] 문서 Gold Book C01396
_[26] 문서 単位物質量あたり（または単位質量あたり）のエンタルピー。
_[27] 문서 世界大百科事典 第２版
_[28] 문서 ランダウ・リフシッツ第2版 p.335
_[29] 문서 ガラスのような非晶質は液体と同じ対称性を持つ。