Kriittinen piste (termodynamiikka)

Kriittinen piste on faasidiagrammin piste, jossa kahden faasin välinen koeksistenssikäyrä päättyy. Esimerkkejä kriittisistä pisteistä ovat neste-kaasu-tasapainokäyrän loppupiste p-T-tasolla sekä ferro- ja paramagneettisen faasin välisen käyrän päätepiste H-T-tasolla.^[1] Lähestyttäessä kriittistä pistettä koeksistenssikäyrän suunnasta, faasien väliset erot heikkenevät ja ne lähestyvät ominaisuuksiltaan toisiaan kunnes kriittisessä pisteessä faaseja ei voi enää erottaa toisistaan. Kaasu-neste-fysteemissä aine on yhdessä faasissa, jota kutsutaan ylikriittiseksi fluidiksi (engl. supercritical fluid, scf). Lähestyttäessä kriittistä pistettä neste- ja kaasufaasin välinen entalpiaero (höyrystymislämpö) pienenee, kunnes kriittisessä pisteessa höyrystymisentalpia on nolla. Sama koskee neste- ja höyryfaasin välistä tiheyseroa. Nestemäisellä ja kiinteällä faasilla on eri symmetria, eikä niiden välisen koeksistenssikäyrän uskota loppuvan, joten niiden välisellä käyrällä ei myöskään ole kriittistä pistettä.^[1]

Kriittisen pisteen avulla on myös erotettu käsitteet höyry ja kaasu toisistaan. Höyrystä puhutaan silloin, kun faasin lämpötila on kriittisen lämpötilan alapuolella. Höyry voidaan aina tiivistää nesteeksi kohottamalla sen painetta. Jos aineen lämpötila on suurempi kuin sen kriittinen lämpötila, sitä ei voida nesteyttää.^lähde?

Veden kriittisessä pisteessä lämpötila on 374 °C ja paine 221 baaria. Kriittisen pisteen lämpötilaa ja painetta kutsutaan kriittiseksi lämpötilaksi (T_c) ja kriittiseksi paineeksi (P_c). Teknisesti tärkein ylikriittinen fluidi on ylikriittinen hiilidioksidi (T_c = 31,4 °C, P_c = 73 bar), jolla on lukuisia käyttösovelluksia luonnonaineiden jalostuksessa ja kemianteollisuudessa.^lähde?

1. ↑ ^{a b} H. Eugene Stanley: Introduction to phase transitions and critical phenomena. New York: Oxford University Press, 1987. 15696711. ISBN 0-19-505316-8, 978-0-19-505316-6. Teoksen verkkoversio (viitattu 1.1.2022).