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Temperatura critica dei gas

1869
  • Thomas Andrews
Scena di laboratorio del XIX secolo che illustra la temperatura critica dei gas in termodinamica.

(Immagine generata a solo scopo illustrativo)

La temperatura critica è la temperatura al di sopra della quale non si può formare una fase liquida distinta, indipendentemente dalla temperatura applicata. pressione. 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 processo.

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
- Termodinamica

Tipo

Principio fisico

Interruzione

Fondamento

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • Legge di Boyle (relazione tra pressione e volume)
  • Legge di Charles (relazione tra volume e temperatura)
  • Esperimenti di Amagat sulla comprimibilità dei gas ad alte pressioni
  • Michael Faraday’s earlier, partially successful attempts at gas liquefaction

Applicazioni

  • liquefazione del gas naturale (GNL)
  • produzione di ossigeno e azoto liquidi per uso industriale e medico
  • sistemi di refrigerazione e condizionamento dell'aria
  • estrazione con fluido supercritico (ad esempio, decaffeinizzazione del caffè)
  • cromatografia fluida supercritica

Brevetti:

NA

Idee e potenziali innovazioni

  • miniaturized supercritical fluid reactors for nanoparticle synthesis
  • advanced criogenico propellant management for long-duration space missions
  • sistemi basati su fluidi supercritici per il riciclaggio di materie plastiche complesse
  • conservazione degli alimenti ad alta pressione mediante CO2 supercritica
  • estrazione di energia geotermica utilizzando fluidi supercritici come mezzo di lavoro
  • sviluppo di nuovi solventi per applicazioni di chimica verde
  • tecniche di crioconservazione mediante transizioni di fase controllate
  • cromatografia a fluido supercritico per la purificazione farmaceutica
  • tecniche avanzate di recupero del petrolio mediante iniezione di CO2 supercritica
  • sistemi di raffreddamento compatti per elettronica ad alte prestazioni basati sul cambiamento di fase
Correlato a: temperatura critica, transizione di fase, liquefazione, Thomas Andrews, punto critico, gas, liquido, pressione, termodinamica, fluido supercritico.

Contesto storico

Temperatura critica dei gas

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

(se la data è sconosciuta o non rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

decimo anno anniversario

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