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Temperatura crítica de los gases

1869
  • Thomas Andrews
Escena de laboratorio del siglo XIX que ilustra la temperatura crítica de los gases en termodinámica.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

La temperatura crítica es la temperatura por encima de la cual no se puede formar una fase líquida distinta, independientemente de la presión aplicada. presión. Each gas has a unique critical temperature. To liquefy a gas, it must first be cooled below this temperature. This concept, established by Thomas Andrews, is fundamental to understanding the conditions required for any liquefaction proceso.

Thomas Andrews’ experiments in the 1860s on carbon dioxide were pivotal. He meticulously measured its pressure-volume-temperature (P-V-T) relationships and discovered that above approximately 30.98 °C (304.1 K), CO2 could not be liquefied no matter how much pressure was applied. He termed this the ‘critical temperature.’ Below this temperature, increasing the pressure on the gas would eventually cause it to condense into a liquid. At the critical temperature itself, the gas transitions into a liquid at a specific ‘critical pressure’ and ‘critical volume,’ a state known as the critical point. At this point, the densities of the liquid and gas phases become equal, and the meniscus separating them disappears. The substance becomes a supercritical fluid, possessing properties of both a gas and a liquid. This discovery was crucial because it explained why earlier attempts by scientists like Faraday to liquefy gases such as oxygen, nitrogen, and hydrogen had failed; they were not cooling the gases below their respective, much lower, critical temperatures, a prerequisite for liquefaction by compression.

UNESCO Nomenclature: 2212
- Termodinámica

Tipo

Principio físico

Ruptura

Fundacional

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Ley de Boyle (relación entre presión y volumen)
  • Ley de Charles (relación entre volumen y temperatura)
  • Los experimentos de Amagat sobre la compresibilidad de los gases a altas presiones.
  • Michael Faraday’s earlier, partially successful attempts at gas liquefaction

Aplicaciones

  • licuefacción de gas natural (GNL)
  • Producción de oxígeno líquido y nitrógeno para uso industrial y médico
  • sistemas de refrigeración y aire acondicionado
  • Extracción con fluidos supercríticos (por ejemplo, descafeinización del café)
  • cromatografía de fluidos supercríticos

Patentes:

NA

Ideas para posibles innovaciones

  • miniaturized supercritical fluid reactors for nanoparticle synthesis
  • advanced criogénico propellant management for long-duration space missions
  • Sistemas basados ​​en fluidos supercríticos para el reciclaje de plásticos complejos
  • Conservación de alimentos a alta presión mediante CO2 supercrítico
  • Extracción de energía geotérmica utilizando fluidos supercríticos como medio de trabajo
  • Desarrollo de nuevos disolventes para aplicaciones de química verde
  • técnicas de criopreservación mediante transiciones de fase controladas
  • Cromatografía de fluidos supercríticos para la purificación farmacéutica
  • Técnicas de recuperación mejorada de petróleo mediante inyección de CO2 supercrítico
  • Sistemas de refrigeración compactos para electrónica de alto rendimiento basados ​​en cambio de fase
Relacionado con: temperatura crítica, transición de fase, licuefacción, Thomas Andrews, punto crítico, gas, líquido, presión, termodinámica, fluido supercrítico.

Contexto histórico

Temperatura crítica de los gases

1860
1861
1865
1869
1871
1876
1877
1859
1861
1865
1868
1870
1873
1877
1880

(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

décimo año aniversario

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