Sojla punkto (varmodinamiko)

El Vikipedio, la libera enciklopedio
Saltu al: navigado, serĉo
Karbona duoksido kreanta nebulon dum malvarmigo de supersojla al sojla temperaturo

En varmodinamiko, sojla punkto (alinome sojla statokrita punkto) estas la kondiĉoj (temperaturo, premo kaj iam kombinaĵo), je kiu interfaza rando finiĝas. Estas multaj specoj de sojlaj punktoj kiel vaporo-likvaĵaj sojlaj punktoj kaj likvaĵo-likvaĵaj sojlaj punktoj.

Puraj substancoj: vaporo-likvaĵa sojla punkto[redakti | redakti fonton]

En tipa fazodiagramo, la rando inter gaso kaj likvaĵo estas de la triobla punkto al la sojla punkto. La vaporo-likvaĵa sojla punkto en premo-temperatura diagramo estas je la alto-temperaturo fino de la likvaĵo-gasa faza rando. La punktita verda linio donas la anomalian konduton de akvo.

La vaporo-likvaĵa sojla punkto estas la kondiĉoj pli supre de kiuj malsamaj likvaĵa kaj gasa fazoj ne ekzistas.

Kiam la sojla temperaturo estas alirata desube, la propraĵoj de la gasa kaj likvaĵa fazoj proksimiĝas unu la alia, rezultante en nur unu fazo je la sojla punkto, la homogena supersojla fluaĵo. La varmo de vaporigo estas nulo je kaj pli supre de ĉi tiu sojla punkto, tiel ne estas distingo inter la du fazoj. Pli supre de la sojla temperaturo, likvaĵo ne povas esti formita per pligrandiĝo de premo, sed kun sufiĉa prema solido povas esti formita.

Se iri en la direkto de malpligrandigo de temperaturo, la sojla punkto estas punkto de perdo de stabileco laŭ denseco de la substanco. La kondiĉo de stabileco estas ke ju pli granda estas denseco, des pli granda devus esti premo. La ekvilibro detruitĝas kaj la substanco disfendiĝas en du fazojn.

Ĉirkaŭ la sojla punkto estas specifaj fenomenoj en la substanco. Karakterizaj ampleksoj de varmecaj fluktuoj draste pligrandiĝas. Multe pligrandiĝas disverŝo de lumo trapasanta la substancon, ĉar amplekso de fluktuoj atingas la ondolongon. La substanco iĝas netravideblan. Pligrandiĝas ankaŭ absorbo kaj varianco de sono. Ŝaĝiĝas karaktero de moviĝo de Brown. Malplirapidiĝas atingo de varmodinamika ekvilibro.

La sojla premo estas la vapora premo je la sojla temperaturo. Sur la diagramo montranta la varmodinamikajn propraĵojn de donita esenco, la punkto je kiu estas ambaŭ sojla temperaturo kaj sojla premo estas la sojla punkto de la esenco. La sojla mola volumeno estas la volumeno de unu molo de materialo je la sojlaj temperaturo kaj premo.

Sojlaj proprecoj varias de materialo al materialo, simile kiel estas ĉe la fandopunkto kaj bolpunkto je iu premo. Sojlaj proprecoj por multaj puraj substancoj estas donataj en literaturo. Trovo de sojlaj proprecoj por miksaĵoj estas io pli problema.

Matematika difino[redakti | redakti fonton]

Pri puraj substancoj, estas trafleksa punkto en la sojla izotermo sur PV-diagramo. Ĉi tio signifas ke je la sojla punkto

\left(\frac{\partial P}{\partial V}\right)|_{T=const} = 0

kaj

\left(\frac{\partial^2P}{\partial V^2}\right)|_{T=const} = 0

Ĉi tiuj rilatoj povas esti uzataj por kalkuli du parametrojn por ekvacio de stato en terminoj de la sojlaj proprecoj.

Relativaj stataj variabloj[redakti | redakti fonton]

Sojlaj valoroj Tkr, Pkr, Vkr de la variabloj T, P, V estas utilaj por reskribo de diversaj ekvacioj de stato en formon kiu aplikas al ĉiuj materialoj. La malpligrandigitaj variabloj estas difinitaj kiel rilatimoj al la sojlaj valoroj de la variabloj, kio estas:

Tr = T/Tkr
Pr = P/Pkr
Vr = V/Vkr

Tiel la efiko estas uzo de la ununormigantaj konstantoj. La principo de respektivaj statoj indikas ke esencoj je egalaj malpligrandigitaj premoj kaj temperaturoj havas egalajn malpligrandigitajn volumenojn. Ĉi tio estas proksimume vera por multaj esencoj, sed iĝas pligrandiĝante malpreciza por grandaj valoroj de Pr.

Tabelo de likvaĵo-vaporaj sojlaj temperaturo kaj premo por iuj esencoj[redakti | redakti fonton]

Esenco Sojla temperaturo Sojla premo
Aluminio 7577 °C (7850 K)
Argono -122,4 °C (151 K) 48,1 atm (4870 kPa)
Azoto -146,9 °C (126,3 K) 33,5 atm (3390 kPa)
Bromo 310,8 °C (584,0 K) 102 atm (10300 kPa)
Cezio 1664,85 °C (1938,00 K) 94 atm (9500 kPa)
Fero 8227 °C (8500 K)
Fluoro -128,85 °C (144,3 K) 51,5 atm (5220 kPa)
Heliumo -267,96 °C (5,19 K) 2,24 atm (227 kPa)
Hidrargo 1476,9 °C (1750,1 K) 1720 atm (174000 kPa)
Hidrogeno -239,95 °C (33,2 K) 12,8 atm (1300 kPa)
Kloro 143,8 °C (417,0 K) 76,0 atm (7700 kPa)
Kriptono -63,8 °C (209,4 K) 54,3 atm (5500 kPa)
Ksenono 16,6 °C (289,8 K) 57,6 atm (5840 kPa)
Litio 2950 °C (3223 K) 652 atm (66100 kPa)
Neono -228,75 °C (44,4 K) 27,2 atm (2760 kPa)
Oksigeno -118,6 °C (154,6 K) 49,8 atm (5050 kPa)
Oro 6977 °C (7250 K) 5000 atm (510000 kPa)
Sulfuro 1040,85 °C (1314,00 K) 207 atm (21000 kPa)
Akvo 373,946 °C (647,096 K) 217,7 atm (22060 kPa)
Karbona duoksido CO2 31,04 °C (304,19 K) 72,8 atm (7380 kPa)
Etanolo 243,1 °C (516,3 K) 63,0 atm (6380 kPa)
Amoniako NH3 132,4 °C (405,5 K) 111,3 atm (11280 kPa)
Sulfura acido H2SO4 654 °C (927 K) 45,4 atm (4600 kPa)

Likvaĵo-likvaĵa sojla punkto de miksaĵo[redakti | redakti fonton]

La likvaĵo-likvaĵa sojla punkto de miksaĵo (solvaĵo) estas la limigo de la du-faza regiono de la fazodiagramo. Ĉi tio estas la punkto je kiu infinitezima ŝanĝo en temperaturo aŭ premo povas konduki al apartigo de la miksaĵo en du malsamajn likvaĵajn fazoj. Ekzemplo de miksaĵo kie ĉi tio okazas estas fenolo kun akvo.

Temperaturo de ĉi tia punkto povas ankaŭ esti nomata kiel sojla solvaĵa temperaturo. Du specoj de likvaĵo-likvaĵa sojla temperaturo estas: la supra sojla solvaĵa temperaturo, aŭ kiu estas la plej varma punkto je kiu malvarmigo kondukas al faza apartigo, kaj la suba sojla solvaĵa temperaturo, kiu estas la plej malvarma punkto je kiu varmigo kondukas al faza apartigo.

Matematika difino[redakti | redakti fonton]

La likvaĵo-likvaĵa sojla punkto prezentas la temperaturo-koncentritecan ekstremumon de kurbo de randa temperatura de sola fazo kaj pluraj fazoj. Tial en du-komponanta sistemo ĝi devas kontentigi du kondiĉojn. Unua estas la kondiĉo de la randa temperatura kurbo, kiu estas ke la dua derivaĵo de la libera energio kun respekto al koncentriteco devas egala nulo. La dua kondiĉo estas la ekstremuma kondiĉo ke la tria derivaĵo de la libera energio kun respekto al koncentriteco devas esti egala al nulo, aŭ ke la derivaĵo de la randa temperaturo kun respekto al koncentriteco devas esti egala al nulo.

En renormaliga teorio de grupoj[redakti | redakti fonton]

Laŭ renormaliga teorio de grupoj, la difinanta propraĵo de kriteco estas ke la natura longa skala karakterizo de la strukturo de la fizika sistemo, la korelacia longo ξ, iĝas malfinion. Estas ankaŭ linioj en faza spaco laŭ kiu ĉi tio okazas, ĉi tiuj estas sojlaj linioj.

En ekvilibraj sistemoj la sojla punkto estas atingata nur per agordo de rega parametro precize. Tamen, en iuj ne-ekvilibraj sistemoj la sojla punkto estas altenaĵo de la dinamiko en maniero kiu estas fortika kun respekto al sistemaj parametroj, kio estas la sin-organizanta kriteco.

La sojla punkto estas priskribata per konforma kampa teorio.

Vidu ankaŭ[redakti | redakti fonton]

Eksteraj ligiloj[redakti | redakti fonton]