Was ist der Unterschied zwischen kritischer Temperatur und Siedepunkt?


Antwort 1:

TL; DR: Der Siedepunkt ist die Temperatur, bei der eine Flüssigkeit zu Dampf mit atmosphärischem Druck wird. Der kritische Punkt ist die (sehr hohe) Temperatur UND der (ziemlich hohe) Druck, ab dem das Material in gewissem Sinne sowohl ein Gas als auch eine Flüssigkeit ist.

Dies ist ein vereinfachtes Phasendiagramm einer einzelnen Komponente, das den Zustand des Materials in Abhängigkeit von Druck und Temperatur zeigt. Der Siedepunkt ist druckabhängig - das ist die blaue Linie. Wenn Sie einen Druck in der flüssigen Phase wählen und die Temperatur langsam erhöhen -> gehen Sie rechts in die Grafik, passieren Sie irgendwann die blaue Linie und wechseln von "flüssig" zu "Dampf" - das ist der Siedepunkt. Normalerweise ist es für den atmosphärischen Druck definiert - 1 atm ~ 101 kPa. Für diesen spezifischen Druck (der die Flüssigkeit ist, wenn er in der Luft auf der Erde geöffnet ist) gibt es eine spezifische Siedetemperatur. Der kritische Punkt ist etwas ganz anderes. Sehen Sie, Gase unterscheiden sich eigentlich gar nicht so sehr von Flüssigkeiten. Je mehr Sie ein Gas komprimieren, desto näher kommen die Moleküle zusammen und interagieren mit Wechselwirkungen zwischen Flüssigkeit und Stärke. Je mehr Sie eine Flüssigkeit erhitzen, desto höher ist die kinetische Energie der Moleküle, die kinetische Energien auf Gasebene erreicht. Wenn Sie sie beide stark genug komprimieren und ausreichend erhitzen, wird das Material "überkritisch" - zu energisch, um eine Flüssigkeit zu sein , zu nahe beieinander, um ein Gas zu sein. Ein bisschen von beidem. Randnotiz - überkritisches CO2 ist ein ausgezeichnetes Lösungsmittel, das beim Dekomprimieren verschwindet :)


Antwort 2:

Am Siedepunkt gibt es einen Phasenübergang. Bei der kritischen Temperatur gibt es keine.

Am Siedepunkt befinden sich zwei Phasen im Gleichgewicht. Wenn Sie Wärme hinzufügen, verdunstet etwas mehr Flüssigkeit, aber die Temperatur ändert sich nicht.

Wenn Sie dieselbe Flüssigkeit bei höherer Temperatur kochen, hat Ihr Dampf einen höheren Druck. Der Dampf ist jetzt etwas dichter. Und höchstwahrscheinlich ist die Flüssigkeit bei dieser Temperatur etwas weniger dicht. Es wird weniger Energie benötigt, um mehr Flüssigkeit zu verdampfen. Bei einer neuen Siedetemperatur gibt es jedoch immer noch einen Phasenübergang.

Bei immer höheren Temperaturen wird das Gas im Gleichgewicht mit der Flüssigkeit immer dichter und die Flüssigkeit wird immer weniger dicht. Die Flüssigkeit wird immer lockerer gebunden. Sie benötigen immer weniger Energie, um die Moleküle in die Gasphase freizusetzen.

Bei der kritischen Temperatur, dem Ende der Siedelinie im Phasendiagramm, ist die Differenz zwischen Dampf und Flüssigkeit vollständig verschwunden. Es gibt keinen Phasenwechsel mehr.

Dies führt natürlich zu sehr kontraintuitiven Effekten: Sie können Wasserdampf aus Wasser ohne Phasenübergang herstellen: Komprimieren Sie das Wasser einfach, bis es über dem kritischen Druck liegt, erwärmen Sie es dann, bis es über der kritischen Temperatur liegt, und dehnen Sie es dann isotherm aus, bis Sie erreichen einen Balken und kühlen ihn dann auf 100 Grad Celsius ab. Dies sind alles kontinuierliche Änderungen.


Antwort 3:

Die kritische Temperatur ist die Temperatur, bei der etwas passiert. Was dieses "Etwas" ist, hängt davon ab, wovon Sie sprechen, hat aber normalerweise etwas mit einem Phasenwechsel zu tun. Wenn Sie über das Kochen sprechen, sind kritische Temperatur und Siedepunkt dasselbe. Wenn Sie über das Einfrieren sprechen, dann sind sie es nicht.


Antwort 4:

Die kritische Temperatur ist die Temperatur, bei der etwas passiert. Was dieses "Etwas" ist, hängt davon ab, wovon Sie sprechen, hat aber normalerweise etwas mit einem Phasenwechsel zu tun. Wenn Sie über das Kochen sprechen, sind kritische Temperatur und Siedepunkt dasselbe. Wenn Sie über das Einfrieren sprechen, dann sind sie es nicht.