КРИТИ́ЧЕСКОЕ СОСТОЯ́НИЕ ВЕЩЕСТВА́

КРИТИ́ЧЕСКОЕ СОСТОЯ́НИЕ ВЕЩЕСТ­ВА́, со­стоя­ние ве­ще­ст­ва, воз­ни­каю­щее в кри­ти­че­ской точ­ке и её ок­ре­ст­но­сти, в ко­то­ром со­су­ще­ст­вую­щие в рав­но­ве­сии фа­зы по сво­им фи­зич. свой­ст­вам ста­но­вят­ся не­от­ли­чи­мы­ми друг от дру­га. Для К. с. в. ха­рак­тер­но воз­ник­но­ве­ние кри­ти­че­ских яв­ле­ний, а так­же из­ме­не­ние ро­да фа­зо­во­го пе­ре­хо­да с 1-го на 2-й, со­про­во­ж­даю­щее­ся из­ме­не­ни­ем ха­рак­те­ра ки­не­ти­ки это­го пе­ре­хо­да. В об­лас­ти со­стоя­ний ве­ще­ст­ва вне пре­де­лов К. с. в. об­ра­зо­ва­ние бо­лее упо­ря­до­чен­ной фа­зы на фо­не ме­нее упо­ря­до­чен­ной про­ис­хо­дит обыч­но по ме­ха­низ­му нук­леа­ции, или за­ро­ды­ше­об­ра­зо­ва­ния, то­гда как в об­лас­ти К. с. в. ус­та­нов­ле­ние ближ­не­го по­ряд­ка в ме­нее упо­ря­до­чен­ной фа­зе реа­ли­зу­ет­ся по­сред­ст­вом флук­туа­ци­он­но­го ме­ха­низ­ма.

Наи­бо­лее про­стым при­ме­ром К. с. в. яв­ля­ет­ся со­стоя­ние од­но­ком­по­нент­ной сис­те­мы вбли­зи точ­ки окон­ча­ния фа­зо­вой гра­ни­цы газ – жид­кость на диа­грам­ме со­стоя­ния дав­ле­ние $(p)$ – тем­пе­ра­ту­ра $(T)$. К. с. в. име­ет ме­сто при од­но­вре­мен­ном вы­пол­не­нии двух ус­ло­вий: $p⩾p_{кр}, Т⩾Т_{кр},$ а при зна­чит. пре­вы­ше­нии кри­тич. зна­че­ний $p_{кр}$ и $T_{кр}$ при­ня­то го­во­рить о сверх­кри­ти­че­ском со­стоя­нии ве­ще­ст­ва. При К. с. в. пол­но­стью от­сут­ст­ву­ют фи­зич. раз­ли­чия ме­ж­ду жид­ко­стью и га­зом, в т. ч. ста­но­вят­ся рав­ны­ми друг дру­гу ха­рак­те­ри­зую­щие эти фа­зы плот­но­сти $ρ_ж$ и $ρ_г$. На­ли­чие К. с. в. по­зво­ля­ет осу­ще­ст­вить пе­ре­ход ме­ж­ду эти­ми фа­за­ми не­пре­рыв­ным об­ра­зом, из­бежав обыч­но­го для фа­зо­во­го пе­ре­хо­да 1-го ро­да газ – жид­кость по­ло­жи­тель­но­го или от­ри­ца­тель­но­го (в за­ви­си­мо­сти от на­прав­ле­ния пе­ре­хо­да) скач­ка плот­но­сти $Δρ=ρ_ж-ρ_г$, по­гло­ще­ния или вы­де­ле­ния (в за­ви­си­мо­сти от на­прав­ле­ния пе­ре­хо­да) те­п­ло­ты фа­зо­во­го пе­ре­хо­да, а так­же по­яв­ле­ния меж­фаз­но­го по­верх­но­ст­но­го на­тя­же­ния.

От­сут­ст­вие те­п­ло­ты пе­ре­хо­да при ис­поль­зо­ва­нии К. с. в. свя­за­но с плав­ным из­ме­не­ни­ем од­ной из тер­мо­ди­на­мич. функ­ций со­стоя­ния – эн­тро­пии, ха­рак­те­ри­зую­щей сте­пень упо­ря­до­чен­но­сти (в дан­ном слу­чае т. н. ближ­не­го по­ряд­ка) жид­кой фа­зы по срав­не­нию с га­зо­об­раз­ной. Для фа­зо­вой гра­ни­цы жид­кость – твёр­дое те­ло на диа­грам­ме $(p,Т)$ кри­тич. точ­ка (и, сле­до­ва­тель­но, К. с. в.) от­сут­ст­ву­ет, по­сколь­ку ха­рак­те­ри­зую­щий твёр­дое те­ло т. н. даль­ний по­ря­док в прин­ци­пе не мо­жет быть не­пре­рыв­ным об­ра­зом по­лу­чен из ха­рак­те­ри­зую­ще­го жид­кость ближ­не­го по­ряд­ка.

В мно­го­ком­по­нент­ных сис­те­мах воз­ник­но­ве­ние К. с. в. ста­но­вит­ся воз­мож­ным на ли­ни­ях или по­верх­но­стях, со­еди­няю­щих кри­тич. точ­ки отд. ком­по­нен­тов.