נוזל על קריטי

נוזל על-קריטי הוא מצב צבירה המתקיים כאשר חומר נמצא בתנאי טמפרטורה ולחץ מעל הנקודה הקריטית שלו. במצב זה, לא ניתן להבחין בין המצב הנוזלי למצב הגזי של החומר, והוא מציג תכונות המשלבות מאפיינים של שני מצבי הצבירה.^[1]

נוזלים על-קריטיים נמצאים באופן טבעי באטמוספירות של ענקי קרח כמו נפטון ואורנוס, שם המים, אמוניה ומתאן נמצאים במצב על-קריטי בגלל תנאי הלחץ והטמפרטורה הקיצוניים.^[2]

מאפיינים פיזיקליים

נוזל על-קריטי מתאפיין בתכונות ייחודיות:

• צפיפות הדומה לזו של נוזל.
• צמיגות הדומה לזו של גז.
• כושר דיפוזיה גבוה.
• יכולת המסה גבוהה.

הנקודה הקריטית מוגדרת על ידי טמפרטורה קריטית (Tc) ולחץ קריטי (Pc) ספציפיים לכל חומר. לדוגמה, עבור מים הנקודה הקריטית היא בטמפרטורה של 374°C ולחץ של 218 אטמוספירות.

תכונות בנקודה הקריטית

בנקודה הקריטית מתרחשות מספר תופעות ייחודיות:

• היעלמות מתח פנים בין הפאזות
• תנודות צפיפות גדולות
• קיבול חום אינסופי
• מקדם דחיסות אינסופי

שימושים

לחומרים במצב נוזל על קריטי שימושים רבים, בהם:

• הסרת קפאין מפולי קפה באמצעות פחמן דו-חמצני על-קריטי.
• מיצוי חומרים פעילים מצמחים בתעשיית התרופות.
• טיפול בפסולת רעילה באמצעות מים על-קריטיים.
• מחקר ואסטרונומיה.

היסטוריה

המושג "נקודה קריטית" הוצג לראשונה על ידי הברון שארל קניאר דה לה טור (אנ') בשנת 1822, כאשר הבחין שהגבול בין הפאזות הנוזלית והגזית נעלם בטמפרטורות מסוימות. המחקר המודרני של נוזלים על-קריטיים החל בשנות ה-70 של המאה ה-20, עם התפתחות היישומים התעשייתיים.

ראו גם

• דיאגרמת פאזות
• פלזמה (מצב צבירה)

קישורים חיצוניים

• סרטון הדגמה מאת פרופ' מרטין פוליאקוף

הערות שוליים

1. Schlosky, Kevin (1989). "Supercritical phase transitions at very high pressure". J. Chem. Educ. 66 (12): 989. Bibcode:1989JChEd..66..989S. doi:10.1021/ed066p989.
2. European Space Agency, Fall into an ice giant's atmosphere, phys.org (באנגלית)

ערך זה הוא קצרמר בנושא פיזיקה ובנושא כימיה. אתם מוזמנים לתרום לוויקיפדיה ולהרחיב אותו.