Понятие о критической точке было впервые введено Д. И. Менделеевым в 1860 г. при описании равновесия между жидкостью и паром. Температура кипения с ростом внешнего давления возрастает, но одновременно уменьшается величина скачка объема при кипе пии, или разница объемов, занимаемых 1 г жидкости и пара. Существуют определенные температура и давление, при которых еще можно говорить о «кипении», но кипении особого рода, когда объем, занимаемый 1 г жидкости, равен объему 1 г пара. Эти температура и давление называются критическими, а на р—Т диаграмме им отвечает точка, которой оканчивается кривая разделения жидкой и газообразной фаз. Это и есть критическая точка — в ней исчезает физическое различие между жидким и газообразным состояниями данного вещества.[ ...]
Вначале казалось, что критическая точка на Т диаграмме ничем особым не выделяется. Но вскоре была обнаружена критическая опалесценция и показано, что ее причиной являются аномальные флуктуации плотности вещества вблизи критической точки. Флуктуации связаны с увеличением радиуса корреляции флуктуаций и своеобразной макроскопизацией сугубо молекулярных процессов. Яри бесконечно большом радиусе корреляции случайное столкновение нескольких молекул (или обычная молекулярная флуктуация плотности) может, как снежный ком, захватить весь объем вещества. На опыте условия, как правило, слегка отличаются от критических, поэтому размеры подобного «снежного кома» вблизи критической точки обычно не превосходят значений порядка длины световой волны, благодаря чему и возникает дополнительное рассеяние света (помутнение и опалесценция).[ ...]
Исключительный интерес представляет физическая кинетика в критической точке. По мере приближения к критическому состоянию — концу двухфазного равновесия двойной системы — уменьшается коэффициент диффузии /). На это обстоятельство впервые обрати и внимание еще в 1903 г, выдающийся русский фнзико-химик Д. К. Коновалов. Однако эксперименты по изучению особенностей поведения й в критической точке были начаты лишь в 50-х годах И. Р. Кричевским с сотрудниками. Первые же опыты, проведенные в системе фенол — вода, показали практически полную остановку массопереноса. Аналогичный- результат был получен и для других жидких систем. В дальнейшем были поставлены опыты также на газообразных смесях и установлена замедление распространения фронта паров иода в углекислом газе.[ ...]
Эксперименты позволили, высказать предположение £> том, что очень близко к критической точке в диффузионном процессе могут участвовать рои молекул (кластеры) примеси размером порядка радиуса корреляции. Гипотеза о кластерном механизме диффузии в непосредственной близости от критической точки была подтверждена в работах по изучению рассеяния света.[ ...]
В другой серии экспериментов, поставленных под руководством Э. В. Матизена, исследовалось броуновское движение. Поскольку процесс диффузии сводится в конечном итоге, к броуновскому движению, решено было повторить классические опыты Ж. Перр ена, но вблизи критической точки. Эксперименты оказались непростыми, приходилось преодолевать значительные препятствия. Было доказано уменьшение величины среднего квадрата перемещения частиц в единицу времени вблизи критической. „ точки, а специально снятый кинофильм с исключительной наглядностью демонстрирует, как буквально замирает хаотическая пляска броуновских частиц на экране по мере приближения системы к критической температуре.[ ...]
Вернуться к оглавлению