הבדל מפתח – נקודה קריטית לעומת נקודה משולשת
נקודה קריטית ונקודה משולשת הם מונחים המשמשים להסבר טמפרטורות ולחצים שבהם שני שלבים או יותר של חומרים יכולים להתקיים זה עם זה. הנקודה הקריטית היא המצב שבו שלב הנוזל והאדים של אותו חומר מתקיימים במקביל. הנקודה המשולשת היא המצב שבו כל שלושת שלבי החומר יכולים להתקיים זה עם זה. ההבדל העיקרי בין נקודה קריטית לנקודה משולשת הוא שנקודה קריטית מתארת את הדו-קיום של שני שלבים של אותו חומר ואילו הנקודה המשולשת מתארת את הדו-קיום של שלושה שלבים של אותו חומר.
מהי נקודה קריטית?
הנקודה הקריטית של חומר היא נקודת הסיום של עקומת שיווי המשקל הפאזי של אותו חומר. עקומת שיווי משקל פאזה או דיאגרמת פאזה היא גרף הלחץ מול הטמפרטורה שבו מוצגים שינויי הפאזות של החומר. זה מציג את הטמפרטורות והלחץ שבהם החומר קיים כמוצק, נוזל או גז. הנקודה הקריטית היא הטמפרטורה והלחץ שבהם שלב הנוזל והאדים מתקיימים במקביל.
איור 01: תרשים שלב המציג גם נקודה קריטית וגם נקודה משולשת
הטמפרטורה והלחץ בנקודה קריטית נקראים כטמפרטורה קריטית (Tc) ולחץ קריטי (Pc). כפי שמוצג בתמונה לעיל, הקווים בין שני שלבים ידועים כגבולות. נקודה קריטית מציינת את הנקודה שבה נעלמים גבולות הקו.
לפעמים חשוב מאוד לדעת את הנקודה הקריטית של חומר. לדוגמה, לעולם לא ניתן לעבות גז בטמפרטורות ולחצים מעל הנקודה הקריטית שלו. הסיבה לכך היא שהכוחות הבין-מולקולריים בין מולקולת הגז נחלשים בטמפרטורות גבוהות מאוד מכיוון שהאנרגיה הקינטית של אותן מולקולות גדלה.
יש שני סוגים של הנקודה הקריטית;
נקודה קריטית של אדי נוזלים
זוהי נקודה קריטית טיפוסית שבה אדי חומר מתקיימים יחד עם צורתו הנוזלית. הנקודה הקריטית של המים היא ב-647 K ו-22.064 MPa.
נוזל-נוזל נקודה קריטית
סוג זה של נקודות קריטיות מוגדר לפתרונות. זה הטמפרטורה והלחץ שבהם תערובת תמיסה מופרדת לשני שלבים נוזליים ברורים.
מה זה טריפל פוינט?
הנקודה המשולשת היא הטמפרטורה והלחץ שבהם שלבים מוצקים, נוזליים ואדים של חומר מסוים מתקיימים במקביל בשיווי משקל. הוא מתאר מצב תרמודינמי ספציפי של מט. לפעמים, הנקודה המשולשת עשויה לכלול יותר משלב מוצק אחד כאשר קיימים פולימורפים של החומר. בתרשים פאזה, הנקודה המשולשת היא הנקודה שבה כל שלושת קווי הגבול נפגשים זה עם זה. להלן כמה דוגמאות לנקודות משולשות.
מהם הדמיון בין נקודה קריטית לנקודה משולשת?
- הן נקודה קריטית והן נקודה משולשת מתארות טמפרטורות ולחצים ספציפיים מסוימים.
- הן נקודה קריטית והן נקודה משולשת מתארות מצבי שיווי משקל שבהם שני מצבים פיזיקליים או יותר של חומר מתקיימים במקביל.
מה ההבדל בין נקודה קריטית לנקודה משולשת?
נקודה קריטית לעומת נקודה משולשת |
|
| הנקודה הקריטית של חומר היא נקודת הסיום של עקומת שיווי המשקל הפאזי של אותו חומר. | הנקודה המשולשת היא הטמפרטורה והלחץ שבהם שלבים מוצקים, נוזליים ואדים של חומר מסוים מתקיימים במקביל בשיווי משקל. |
| שלבים | |
| נקודה קריטית מתארת את הקיום המשותף של שני שלבים של אותו חומר. | נקודה משולשת מתארת את הקיום המשותף של שלושה שלבים של אותו חומר. |
| מים כדוגמה | |
| הנקודה הקריטית של המים היא ב-647 K ו-22.064 MPa. | הנקודה המשולשת של המים היא ב-273.16 K ו-0.611657 MPa. |
| דיאגרמת שלב | |
| הנקודה הקריטית היא נקודת הסיום של עקומת דיאגרמת פאזה. | נקודה משולשת היא הנקודה שבה כל קו הגבול נפגשים זה עם זה. |
סיכום – נקודה קריטית לעומת נקודה משולשת
נקודה קריטית של חומר היא נקודת הסיום של עקומת שיווי משקל הפאזה של אותו חומר הנותנת את הטמפרטורה והלחץ שבהם שלב הנוזל והאדים של חומר יכולים להתקיים זה עם זה. הנקודה המשולשת נותנת את הטמפרטורה והלחץ שבהם כל שלושת שלבי החומר יכולים להתקיים זה עם זה. ההבדל בין נקודה קריטית לנקודה המשולשת הוא שנקודה קריטית מתארת את הדו-קיום של שני שלבים של אותו חומר ואילו הנקודה המשולשת מתארת את הדו-קיום של שלושה שלבים של אותו חומר.
