Можно ли сжать газ до жидкости?
Как делают жидкий воздух? Не просто сжатием. Даже если мы сожмем газ так, что он будет столь же плотным, что и жидкость, он по-прежнему будет занимать весь сосуд. Кажется, что его молекулы неспособны собраться в жидкость. Однако если мы охладим газ ниже критической температуры, то при сжатии он сможет превратиться в жидкость. Если же его охладить, а для сжижения сжать недостаточно, он по-прежнему будет вести себя как газ, который называют паром. Пар можно превратить в жидкость простым сжатием, но, чтобы превратить в жидкость истинный газ, следует сперва охладить его. ниже критической температуры и сжать (продолжая при конденсации отбирать тепло). При наличии достаточного места любая жидкость превращается в пар.
Таким образом, каждое вещество характеризуется определенной критической температурой, выше которой оно —несжижае-мый газ, а ниже — либо пар, либо пар – жидкость, либо жидкость в зависимости от давления. Комнатная температура для большинства газов значительно выше их критической температуры, а для всех жидкостей,* разумеется, ниже ее. Азот — это газ, водяной пар — это пар, ртуть — это жидкость, а свинец — это твердое тело. На Солнце все они были бы газами, на Нептуне — твердыми телами.
Критическая температура воздуха равна —140° С, гелия — всего лишь несколько градусов выше абсолютного нуля, воды —около +365° С, углекислого газа 31° С. В обычные нежаркие дни огнетушитель, скажем, за 3/4 заполнен жидким С02, над которым находится пар. В очень жаркие дни граница жидкости исчезает и вся она превращается в пар. Это превращение можно наблюдать в стеклянной трубке (фиг. 108). При повышении температуры жидкость сильно расширяется, становясь менее плотной, тогда как плотность пара растет. Затем граница исчезает, но появляется вновь при охлаждении после внезапного «проливного дождя» капель жидкости. Хотя это и опасный опыт, но происходящие в нем изменения восхитительны.
Мы еще вернемся к проблеме критической температуры после того, как расскажем о молекулярной картине испарения.
Автор Эрик Роджерс
Физика для любознательных”
Удельная теплоемкость твердых тел
ДРУГИЕ НАШИ ПРОЕКТЫ