Temperatura Critica

Temperatura crítica y presión crítica
Condensación de los gases en el punto crítico 
El fisicoquímico irlandés Thomas Andrews estudio el comportamiento del dióxido de carbono bajo presión a diversas temperaturas. Empleando una muestra de dióxido de carbono líquido el CO2 puede licuefacerse a temperatura ambiente a presiones muy altas, aumento de manera gradual su temperatura manteniendo lapresión constante. Para su sorpresa, el límite entre las regiones del gas y del líquido desapareció a 31.11ºC. Al continuar aumentado la presión, no pudo hacer que el gas regresara al estado líquido.

Este experimento condujo a Andrews a sugerir que existía una temperatura crítica TC Para cada gas. Por encima de esta temperatura, el gas no puede licuafacerse aplicando únicamente presión. En otraspalabras, TC es la temperatura más alta a la cual puede existir un líquido como fase o región diferente. Andrews introdujo la palabra vapor para el gas que esta en equilibrio con su líquido por debajo de la temperatura critica. Al investigar otros gases reales se observo un comportamiento similar. En la siguiente figura: Se indican las isotermas par un gas real típico. A las temperaturas más altasT5 yT 6, a apariencia de las isotermas es muy semejante a las curvas hiperbólicas que se esperan de un gas ideal. Sin embargo, por debajo de TC la apariencia de lasa curvas es bastante distinta. Las porciones horizontales sobre T1 y T2 y T3  se llaman líneas de enlace y contienen una nueva característica que no se explica mediante la ley de los gases ideales.

El significado de la líneas de enlance se comprende considerando un punto como y sobre la isoterma T2.
Como y se encuentra en la región punteada que representa la coexistencia del liquido y vapor, cualquier variación de volumen en el sistema entre los valores de x y z sirven simplemente para modificar la relación liquido vapor. La presión del sistema que
corresponde a la presión de la línea de enlace es la presión de vaporsaturado del gas experimento licuefacción. El punto final derecho z en la línea de enlace representa el volumen molar de la fases gaseosa; el punto final derecho x en la línea representa el volumen molar de la fase liquida. La distancia entre los puntos finales y y se relacionan con el porcentaje de cada fase presente.  Si una muestra de gas se comprime alo largo de la isoterma T3, comenzando en elpunto A la curva PV es aproximadamente la isoterma de la ley de Boyle hasta llegar al punto B. Tan pronto como se pasa a la región punteada coexisten el líquido y el vapor como se señalo con anterioridad. Licuefacción se inicia en el punto B y termina en el punto C cuando todo el gas se convierte en líquido, al salir de la región de dos fases, solo queda el líquido presente alo largo de CD. Lapendiente de la isoterma indica la baja capacidad del líquido para comprimirse en comparación con el gas.
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A medida que la isoterma se aproxima a la de Tc, las líneas de enlace se hacen sucesivamente mas cortas hasta que dejan de existir en el  punto critico y solo hay presente una fase, la presión y el volumen de la sustancia que corresponden al puno critico se llaman presión critica Pc y volumencritico Vc respectivamente. Este punto crítico es un punto de inflexión; por lo tanto, las ecuaciones:
Sirven para definir el punto crítico ?

indica la diferenciación parcial y simplemente significa que otra variable que influye en la relación se mantienen constantes como se indica mediante el subíndice de los paréntesis. Como no hay diferencia entre las fases liquida y gaseosa por encimadlepunto critico no y se forma una segunda fase sin importar la presión del sistema se utiliza el termino fluido supercrítico en vez de liquido o vapor. En realidad, en el punto crítico la densidad del gas y el líquido, los volúmenes molares y los índices de refracción son idénticos.

Normalmente es imposible determinar con precisión el punto crítico de manera visual, puede utilizarse una...