Criticalidade

Cap´ıtulo 8

Criticalidade
8.1

Ponto cr´ıtico

Ponto cr´ıtico l´ıquido-vapor
Percorrendo a linha de coexistˆencia l´ıquido-vapor de uma substˆancia pura em dire¸c˜ao a altas press˜oes e altas temperaturas, a densidade do vapor cresce e a densidade do l´ıquido decresce at´e o ponto em que as duas densidades se tornam iguais. Esse ponto, que determina o t´ermino da linha de coexistˆencia e corresponde ao estado em que as duas fases se tornam idˆenticas, recebe o nome de ponto cr´ıtico.
As primeiras observa¸c˜oes experimentais do ponto cr´ıtico l´ıquido-vapor foram feitas no ´alcool, no benzeno e no ´eter por Cagniard de La Tour.
O ponto cr´ıtico de tais substˆancias e de outras, como a ´agua, que s˜ao l´ıquidos `a temperatura ambiente e press˜ao de 1 atm, pode ser atingido experimentalmente em duas etapas. Na primeira, a linha de coexistˆencia
´e alcan¸cada pelo simples aquecimento isob´arico do l´ıquido at´e o ponto de ebuli¸c˜ao. Uma vez sobre a linha de transi¸c˜ao, a substˆancia pode ser levada ao ponto cr´ıtico pelo confinamento do l´ıquido e seu vapor num recipiente selado, seguido de incremento da temperatura.
Com o aumento da temperatura, o sistema l´ıquido-vapor se encontrar´a necessariamente sobre a linha de coexistˆencia, a menos que uma das duas fases desapare¸ca, o que pode acontecer antes que o ponto cr´ıtico seja alcan¸cado. Entretanto, se o sistema l´ıquido-vapor for preparado de modo que o n´ umero de moles total dividido pelo volume do recipiente seja igual
`a densidade cr´ıtica, ent˜ao o ponto cr´ıtico ser´a necessariamente atingido.
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Se utilizarmos esse m´etodo para atingir o ponto cr´ıtico, veremos que inicialmente o menisco entre o l´ıquido e o vapor ´e bem definido. A medida que nos aproximamos do ponto cr´ıtico, o menisco se torna cada vez menos definido e desaparece no ponto cr´ıtico. A regi˜ao onde se encontrava o menisco se torna bastante esbranqui¸cada, significando que o espalhamento de luz ´e muito intenso.