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Température critique des gaz

1869
  • Thomas Andrews
Scène de laboratoire du XIXe siècle illustrant la température critique des gaz en thermodynamique.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

La température critique est la température au-dessus de laquelle aucune phase liquide distincte ne peut se former, quelle que soit la pression appliquée. pression. 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 processus.

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
– Thermodynamique

Taper

Principe physique

Perturbation

Fondamentaux

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • Loi de Boyle (relation entre la pression et le volume)
  • Loi de Charles (relation entre le volume et la température)
  • Les expériences d'Amagat sur la compressibilité des gaz à hautes pressions
  • Michael Faraday’s earlier, partially successful attempts at gas liquefaction

Applications

  • liquéfaction du gaz naturel (GNL)
  • production d'oxygène et d'azote liquides à usage industriel et médical
  • systèmes de réfrigération et de climatisation
  • extraction par fluide supercritique (par exemple, décaféination du café)
  • chromatographie en phase liquide supercritique

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

  • miniaturized supercritical fluid reactors for nanoparticle synthesis
  • advanced cryogénique propellant management for long-duration space missions
  • systèmes à base de fluides supercritiques pour le recyclage des plastiques complexes
  • conservation des aliments à haute pression grâce au CO2 supercritique
  • extraction d'énergie géothermique utilisant des fluides supercritiques comme milieu de travail
  • développement de nouveaux solvants pour des applications de chimie verte
  • techniques de cryoconservation utilisant des transitions de phase contrôlées
  • chromatographie en phase liquide supercritique pour la purification pharmaceutique
  • techniques de récupération assistée du pétrole par injection de CO2 supercritique
  • systèmes de refroidissement compacts pour l'électronique haute performance basés sur le changement de phase
En lien avec : température critique, transition de phase, liquéfaction, Thomas Andrews, point critique, gaz, liquide, pression, thermodynamique, fluide supercritique.

Contexte historique

Température critique des gaz

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

(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

10e année anniversaire

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