Номер 1, страница 217 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Синяков

Глава 6. Взаимные превращения жидкостей и газов. Параграф 6.4. Критическая температура. Критическое состояние - номер 1, страница 217.

Условие.

? 1. Что такое критическая температура?

Решение.

1. Что такое критическая температура?

Критическая температура (обозначается как $T_{кр}$ или $T_c$) — это температура, выше которой вещество не может существовать в жидком состоянии, независимо от того, насколько высоким является приложенное давление. Это фундаментальная физико-химическая константа для каждого конкретного вещества.

Ключевая идея состоит в том, что ниже критической температуры газ можно превратить в жидкость (сконденсировать) путем его сжатия. При этом существуют две четко различимые фазы — жидкая и газообразная, разделенные видимой границей (мениском).

При достижении критической температуры свойства жидкости и ее насыщенного пара становятся идентичными. Плотности обеих фаз выравниваются, теплота парообразования становится равной нулю, и граница раздела между ними исчезает. Точка на фазовой диаграмме, соответствующая критической температуре и критическому давлению ($P_{кр}$), называется критической точкой.

При температуре выше критической ($T > T_{кр}$) вещество переходит в особое состояние, называемое сверхкритическим флюидом. В этом состоянии вещество обладает свойствами как газа (способность расширяться и занимать весь доступный объем), так и жидкости (высокая плотность и способность растворять другие вещества). Сжатие вещества в сверхкритическом состоянии приводит лишь к плавному увеличению его плотности без фазового перехода в жидкость.

Например, критическая температура воды ($H_2O$) составляет 647 К (около 374 °C), а для углекислого газа ($CO_2$) — всего 304 К (около 31 °C). Именно поэтому углекислый газ легко сжижается при комнатной температуре. У гелия ($\text{He}$) критическая температура очень низка — 5,2 К (около -268 °C), что делает его сжижение технически сложной задачей.

Ответ: Критическая температура — это предельная температура, выше которой газ невозможно сконденсировать в жидкость ни при каком давлении. При этой температуре исчезает различие между жидкой и газообразной фазами вещества.