Известно, что материя может находиться в трёх состояниях: жидкое, газообразное и твёрдое. Но не всем известно, что существуют и другие состояния, например, сверхкритическое. Данное состояние не встречается в повседневной жизни, но есть немало вещей, в создании которых участвовали сверхкритические жидкости. Многие статьи про сверхкритические флюиды содержать полезную информацию о таком состоянии материи.
Получить сверхкритическое состояние можно путём одновременного воздействия на жидкость высокой температурой и давлением. Для более полного понимания, что такое сверхкритическая жидкость или флюиды, можно рассмотреть следующий эксперимент.
Бутылка до половины наполненная водой. Из 100% объёма половину занимает вода, половину занимает воздух. Сначала из бутылки следует удалить воздух. Делается это с помощью вакуумного насоса. Пробка закрывает бутылку, подсоединяется насос и теперь в ёмкости находится 50% воды и 50% вакуума. Но следует учесть, что при снижении давления вода начинает кипеть, заполняя свободное пространство. Получается, что в бутылке присутствует только вода, но в жидком и газообразном состоянии. Газ – это состояние вещества, когда молекулы свободны и находятся далеко друг от друга. Жидкое состояние характеризуется близким расстоянием между молекулами, но также свободны.
Следующий этап эксперимента – это нагрев бутылки. С повышением температуры жидкость начинает переходить в газообразное состояние. В ограниченном пространстве молекулы газа продолжают оставаться свободными, но расстоянием между ними значительно сократилось. Давление увеличивается, а вместе с ним и плотность газа. Воздействие температуры продолжает расширять жидкость. Возбуждение молекул увеличивается, они начинают занимать больше места.
Последующий нагрев приведёт к тому, что будет достигнута точка, когда плотность газа (она будет расти) станет равна плотности жидкости (она будет уменьшаться). Вот тут и появляются сверхкритические флюиды, когда две фазы вещества смешиваются и нет границы раздела одной фазы на другую. Для успешного эксперимента необходимо достаточно количество жидкости, чтобы в конечном счёте не получить просто горячий газ.
