Ściśliwość cieczy

Gaz hel może być „zamrożony” przy temperaturze dziesięciokrotnie wyższej od krytycznej i jest rzeczą prawie pewną, że ciśnienie około 120 tys. Atm spowoduje jego przejście w stan stały.

Wszystkie inne gazy skraplają się i następnie „zamarzają” przy ciśnieniach niższych niż hel, z czego wynika, że faza stała jest jedynym sta- nem termodynamicznie trwałym przy ciśnieniu powyżej 100 tys. Atm przy temperaturze pokojowej.

Gazy sprężone wykazują już od ciśnienia powyżej 3 tys. Atm odchylenia od praw wyprowadzonych dla gazów doskonałych przy niskich ciśnieniach. Gazy np. w tych warunkach nie podlegają klasycznemu prawu Boyle’a-Mariotte’a (PV = constans).

Przy ciśnieniach kilkunastu tysięcy atmosfer następuje nie tylko znaczne zbliżenie cząsteczek gazów, ale rozpoczyna się samo ściskanie tych cząsteczek. Ściśliwość gazów w tych warunkach maleje i zbliża się do ściśliwości cieczy.

W tlenie — według obliczeń — przy ciśnieniu 15 tys. Atm odległość pomiędzy cząsteczkami jest równa ich średnicy. Również i ciecze bardzo poważnie zmniejszają swoją objętość pod wpływem ciśnienia.

Najbardziej ściśliwa z cieczy — pentan — zmniejsza swoją objętość przy ciśnieniu 10 tys. Atm i temperaturze pokojowej aż o 28%, najmniej ściśliwa ciecz — gliceryna — w tych samych warunkach o 12%.

Ściśliwość cieczy zmniejsza się ze wzrostem ciśnienia i przy ciśnieniu rzędu 25—50 tys. Atm jest zbliżona do ściśliwości niektórych metali. Zjawisko to tłumaczy się tym, że przy niskich ciśnieniach istnieją duże przestrzenie międzycząsteczkowe i cząsteczki stosunkowo łatwo się do siebie zbliżają, zapełniając te wolne przestrzenie, przy wysokich zaś ciśnieniach ściskanie cieczy odbywa się kosztem ściskania samych cząsteczek.

Przy ściskaniu cieczy przy stałej temperaturze następuje zwolnienie ruchu cząsteczek (podobnie jak przy oziębianiu), co pociąga za sobą zmniejszenie energii wewnętrznej, wzrost stopnia uporządkowania tych cząsteczek i przejście w fazę stałą o większej gęstości.

Wyjątek stanowi woda, gdzie powstający pod ciśnieniem lód stanowi uporządkowaną stałą fazę, która ma gęstość mniejszą niż faza ciekła nieuporządkowana.

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>