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代表的な相図。臨界点は図中のcritical pointに当たる。緑と青の線に挟まれたliquid phaseは液相、赤と青の線より下のgaseous phaseは気相、右上のsupercritical fluidは超臨界流体を表す。
臨界点(りんかいてん、英語: critical point)とは、物質の気相 - 液相間の相転移が起こりうる温度および圧力の範囲の限界を示す相図上の点である。そのときの温度を臨界温度 T c、圧力を臨界圧力 P c、体積を臨界体積 V c、密度を臨界密度 ρc という。
相図では気-液境界線(右図の青線)の右端の点にあたる。これは液相と気相の二相が平衡状態で境界がある状態から二相の密度が等しくなりその境界がなくなる状態に変化することを意味している。つまり密閉した容器の中で液体の温度を上げていくとその密度は小さくなっていき、逆に発生する蒸気の密度は大きくなっていく結果として、最終的に二相の密度が等しくなるのである。また臨界点は気化熱が 0 となる点としても定義できる。
臨界圧力以下の気相を蒸気と呼ぶ。温度と圧力を共に臨界点以上にすると、物質は液体とも気体とも異なる特殊な状態をとる。この状態にある物質を超臨界流体と呼ぶ。水の場合、臨界温度は 647 K (374℃)、臨界圧力は 22.064 MPa(218 気圧)である。
相図上で、臨界点を迂回する形で液相⇔気相の変化が可能である。この場合は連続的に変化する。
なお、固相と液相の間に、超高圧のもとで区別がなくなるような臨界点が存在し、モンロー/ノイマン効果を利用した成形炸薬弾や、爆発圧接でその特性が利用されている。
関連項目
- 相 - 固体 - 液体 - 気体 - 蒸気 - 超臨界流体
- 相転移 - 沸点
- 臨界
- ユゴニオ弾性限界
参考文献
物質の状態 |
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低温 |
ボース=アインシュタイン凝縮 · フェルミ凝縮 · 量子ホール · リュードベリー状態 · ストレンジ物質 · 超流動 · 超固体
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高エネルギー |
フェルミ縮退 · クォーク物質 · クォークグルーオンプラズマ · 超臨界流体
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その他 |
コロイド · 結晶 · 液晶 · アモルファス(ガラス · ゴム状態) · 準結晶 · 柔粘性結晶 · 磁気秩序 (反強磁性、フェリ磁性、強磁性) · String-net liquid · 超ガラス
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転移 |
沸点 · 臨界線 · 臨界点 · 凝結 · 蒸発 · フラッシュ蒸発 · ラムダ点 · 融点 · 復氷 · 飽和流体 · 昇華 · 三重点
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量 |
融解熱 · 昇華熱 · 蒸発熱 · 潜熱 · 潜在内部エネルギー · トルートン定数 · トルートン比 · 揮発性
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概念 |
バイノーダル · 圧縮流体 · 冷却曲線 · 状態方程式 · ライデンフロスト効果 · ムペンバ効果 · 長距離秩序 · スピノーダル · 超電導 · 過冷却 · 過熱蒸気 · 過熱 · 熱誘電体効果
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- 《描写論》の臨界点 : 漱石『文学論』生成における視覚性の問題と『草枕』
- 21aBW-10 臨界終点および三重臨界点近傍における界面の密度汎関数モデル
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