PONTO CRÍTICO PARA O SISTEMA  DIMENSIONAL TENSORIAL  ESTATÍSTICO QUÂNTICO DE ANCELMO L. GRACELI.

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Em física, termodinâmica, química, físico-química e física da matéria condensada, um ponto crítico, também chamado de estado crítico, ocorre sob condições (tais como valores específicos de temperatura, pressão ou composição) no qual não existem limites de fase. Existem vários tipos de pontos críticos, incluindo pontos críticos líquido-vapor e líquido-líquido.^[1][2]

Substâncias puras: ponto crítico líquido-vapor

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O "ponto crítico" é por vezes usado para denotar o ponto especificamente vapor-líquido crítico de um material, a partir do qual a distinção entre fase a líquida e gasosa não existe.

O ponto crítico de vapor-líquido em um diagrama de fases pressão-temperatura está no extremo de alta temperatura do limite de fase líquido-gás. A linha pontilhada verde mostra o comportamento anômalo da água.^[3]

Como se mostra no diagrama de fases para a direita, isto é o ponto em que a fronteira entre a fase líquida e gasosa termina. Em água, o ponto crítico ocorre em cerca de 647 K. (374 ° C; 705 ° F) e 22,064 MPa (218 atm)

À medida que a substância se aproxima da temperatura crítica, as propriedades da sua fases gasosa e líquida convergem, resultando em apenas uma fase no ponto crítico: um fluido supercrítico homogêneo. O calor de vaporização é zero no ponto crítico e para além dele, por isso não existe distinção entre as duas fases. No diagrama de Pressão-temperatura, o ponto em que a temperatura crítica e pressão crítica satisfazer é chamado de ponto crítico da substância. Acima da temperatura crítica, um líquido não pode ser formada por um aumento da pressão, apesar de um sólido poder ser formado sob uma pressão suficiente. A pressão crítica é a pressão de vapor, à temperatura crítica. O volume crítico é o volume molar de uma mole do material a uma temperatura e pressão críticas.

Propriedades críticas variam de material para material, e para muitas substâncias puras estão prontamente disponíveis na literatura. No entanto, a obtenção de propriedades críticas para misturas é mais desafiador.

Definição matemática

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No caso das substâncias puras, há um ponto de inflexão na curva isotérmica crítica (linha de temperatura constante) com um diagrama de Pressão-Volume. Isto significa que, no ponto crítico: ^[4][5][6]

${\displaystyle {\left(\frac{\mathrm{\partial }�}{\mathrm{\partial }�}\right)}_{�}={\left(\frac{{\mathrm{\partial }}^2�}{\mathrm{\partial }{�}^2}\right)}_{�}=0}$

Isto é, as primeira e segunda derivadas parciais da pressão p no que diz respeito ao volume V são ambos zero, com as derivadas parciais avaliados em temperatura constante T. Esta relação pode ser usada para avaliar dois parâmetros de uma equação de estado em termos das propriedades críticas, tais como os parâmetros a e b na equação de van der Waals.^[4]

Às vezes um conjunto de propriedades reduzidas é definida em termos das propriedades importantes, isto é:^[7]

${\displaystyle {�}_{�}=�/{�}_{�}}$

${\displaystyle {�}_{�}=�/{�}_{�}}$

${\displaystyle {�}_{�}=\frac{�}{�{�}_{�}/{�}_{�}}}$

${\displaystyle {�}_{�}=8�/27��,}$

${\displaystyle {�}_{�}=3�}$

${\displaystyle {�}_{�}=�/27{�}^2,}$

onde ${\displaystyle {�}_{�}}$ é a temperatura reduzida, ${\displaystyle {�}_{�}}$ é a pressão reduzida, ${\displaystyle {�}_{�}}$ é a redução do volume, e ${\displaystyle �}$ é a constante universal dos gases.