臨界点

質問

臨界圧、臨界体積、臨界温度　の定義（？）を教えてください。
臨界点における圧力、体積、温度だと思うのですが・・・・。
Ｐ－Ｖ曲線やＰ－Ｔ曲線で、説明が違い分かりにくいのでおねがいします。

回答No.2

KENZOU · ベストアンサー

物質は固相、液相、気相の３態があることはよくご存知のことと思います。また、ある相から異なる相に状態変化することを相転移と呼んでいますね。
今、液相と気相の状態変化を見てみましょう。JuliusさんがＰ－Ｔカーブでご説明されていますので、以下はＰ－Ｖカーブで考えていきます。
ある温度（臨海温度Tc）以下で等温状態を保ちながら（温度一定の熱浴に浸かっているイメージ）、体積Ｖの気体に圧力をかけていくと体積はドンドン小さくなっていき、気体の圧力Ｐはドンドン上がっていきます。しかし気体の圧力がある圧力に達すると（言いかえるとある体積に達すると）、気体の液化が始まり、気体と液体が共存する状態になります。その共存状態の系では圧力Ｐを保ちながら気体→液体の変化がドンドン進んでいきます（この辺りの言い回しは微妙ですが）。この結果、系の体積はドンドン縮小し、しまいにすべて液体に変化してしまいます。これを気相→液相の相転移と呼んでいますね。
系の温度が臨界温度未満では同じような状態の変化が起こります。尤も、系の共存する体積は系の温度を上げていくに従って小さくなっていきますが（適当なＰＶカーブを見てください）。そしてとうとう系を臨界温度と呼ばれる温度にして、あらためて体積をトンドン縮小していくと、気体の圧力もドンドン上昇していきますが、気体の圧力がある圧力に達したとき（言いかえると体積がある体積に達したとき）、一気に気体が液体に変化します。つまり、気体から液体への変化が気液共存状態を経ずに連続的（！）に変化します。その時の圧力を臨海圧（Pc）、温度を臨界温度（Tc）、体積を臨界体積(Vc)（ｃはcriticalのｃ）と呼び、この状態を臨界状態と呼んでいます。
次に、臨界温度以上では気相と液相の区別がつかない状態となります（←一体どんな状態じゃ）。

ところで、固相⇔液相の相転移は存在しますが、臨界点は存在しません。なぜか？詳しいことはご自分で調べてみてください。その際、下記ＵＲＬが参考になると思います。

参考URL：

http://jaguar.eng.shizuoka.ac.jp/lecture/chap/chap.html

お礼

回答ありがとうございます。
とても分かりやすい説明でした。超臨界流体・・・おもしろそうなところでしたｗ
またよろしくおねがいします。m( _ _ )m

回答No.1

Julius

＞臨界点における圧力、体積、温度だと思うのですが・・・・。

それで正しいです。
P,V,Tの三軸からなる座標を思い浮かべて下さい。
ある物質の任意の状態はその座標上の平面として存在します。
そしてP-T, P-V平面への投影図を考えます。

P-T投影図上では、気液平衡状態が、
三重点から臨界点まで一つの曲線として表現されます。
臨界温度と臨界圧はその曲線の終点です。
この曲線(気液平衡状態)上での体積は、ある幅を持って存在します。
そして臨界点ではただ一つの体積しか取れず、
P-V投影図上では、液体・気体と気液平衡状態の境の
曲線の頂点として臨界体積が表現されます。

お礼

回答どうもありがとうございました。
Ｐ－Ｔ投影図の説明がよく分かりました。
またよろしくおねがいします。m( _ _ )m