درجة الحرارة الحرجة.. الضغط الحرج. الخصائص الفيزيائية للسائل فوق الحرج. الأهمية البيولوجية لدرجة الحرارة الحرجة والعوامل التي تؤثر عليها



تعريف درجة الحرارة الحرجة:

درجة الحرارة الحرجة هي درجة الحرارة التي عندها تتساوى خواص السائل مع خواص بخاره. عند درجة الحرارة الحرجة، لا يمكن تمييز السائل عن البخار، ويشكلان مادة واحدة متجانسة تسمى السائل فوق الحرج.

الضغط الحرج:

يتوافق مع درجة الحرارة الحرجة، وهو الضغط الذي عندها تتساوى الكثافة والضغط للسائل والبخار.

الخصائص الفيزيائية للسائل فوق الحرج:

للسائل فوق الحرج خصائص فريدة تختلف عن السائل والبخار عند درجات حرارة وضغوط أقل من درجة الحرارة الحرجة. تشمل هذه الخصائص:
  • عدم وجود سطح بين السائل والبخار.
  • قدرة السائل على الانتشار بسرعة عبر المسام الصغيرة.
  • قدرة السائل على اختراق المواد الصلبة.

التطبيقات الصناعية للسائل فوق الحرج:

يستخدم السائل فوق الحرج في مجموعة متنوعة من التطبيقات الصناعية، بما في ذلك:

- التنظيف:

يمكن استخدام السائل فوق الحرج لإزالة الأوساخ والشوائب من الأسطح.

- التغليف:

يمكن استخدام السائل فوق الحرج لتغليف المواد الغذائية والمشروبات.

- التصنيع:

يمكن استخدام السائل فوق الحرج في تصنيع المواد الكيميائية والمنتجات الأخرى.

العوامل التي تؤثر على درجة الحرارة الحرجة:

تؤثر عدة عوامل على درجة الحرارة الحرجة، بما في ذلك:

- نوع المادة:

تختلف درجة الحرارة الحرجة من مادة إلى أخرى.

- الضغط:

تزداد درجة الحرارة الحرجة مع زيادة الضغط.

- الكثافة:

تزداد درجة الحرارة الحرجة مع زيادة الكثافة.

الأهمية البيولوجية لدرجة الحرارة الحرجة:

درجة الحرارة الحرجة مهمة في العديد من العمليات البيولوجية، بما في ذلك:

- التنفس الخلوي:

يعتمد التنفس الخلوي على حركة الأكسجين والغذاء عبر الأغشية الخلوية.

- التمثيل الغذائي:

يعتمد التمثيل الغذائي على حركة الجزيئات داخل الخلايا.

- النقل:

يعتمد النقل على حركة السوائل عبر الأنسجة.

الفرق بين درجة الحرارة الحرجة ونقطة الغليان:

نقطة الغليان هي درجة الحرارة التي عندها يتبخر السائل بالكامل عند الضغط الجوي. درجة الحرارة الحرجة هي درجة الحرارة التي عندها تتساوى خواص السائل والبخار.

مثال على درجة الحرارة الحرجة:

درجة الحرارة الحرجة للماء هي 374 درجة مئوية. عند درجة الحرارة الحرجة، لا يمكن التمييز بين الماء السائل وبخار الماء.