Kritický bod kapalina – kapalina - Liquid–liquid critical point

A kapalina – kapalný kritický bod (nebo LLCP) je koncový bod a přechod kapalina-kapalina linka (LLPT); to je kritický bod kde dva typy místních struktur koexistují v přesném poměru jednoty. Tato hypotéza byla poprvé vyvinuta H. Eugene Stanley[1] získat kvantitativní pochopení obrovského počtu anomálií přítomných ve vodě.[2]

V blízkosti kritického bodu kapalina-kapalina je vždy směs dvou alternativních místních struktur. Například v podchlazené vodě existují dva typy místních struktur: kapalina s nízkou hustotou (LDL) a kapalina s vysokou hustotou (HDL), takže nad kritickým tlakem existuje vyšší podíl HDL, zatímco pod kritickým tlakem je přítomna vyšší frakce LDL. Poměr r = LDL / (LDL + HDL) fázových množství[je zapotřebí objasnění ] se určuje podle termodynamické rovnováhy systému, která je často řízena vnějšími proměnnými, jako je tlak a teplota.[3] Diskontinuita je přítomna v r při přechodu fázového přechodu kapalina-kapalina, který odděluje fázi bohatou na LDL od fáze chudé na LDL. V kterémkoli bodě fázového přechodu kapalina-kapalina, včetně přidruženého kritického bodu kapalina-kapalina, je poměr LDL k HDL přesně jeden (r = 1/2).

Teorie kritických bodů kapalina-kapalina může být aplikována na všechny kapaliny, které vlastní čtyřboká symetrie. Studium kritických bodů kapalina-kapalina je aktivní oblastí výzkumu, kde byly publikovány stovky článků, i když jen několik z těchto výzkumů bylo experimentálních[4][5][6][7][8][9] protože většina moderních sondovacích technik není dostatečně rychlá a / nebo citlivá na to, aby je bylo možné studovat.

Reference

  1. ^ Poole, P. H .; Sciortino, F .; Essmann, U .; Stanley, H. E. (1992). "Fázové chování mineralizovatelné vody". Příroda. 360 (6402): 324–328. Bibcode:1992 Natur.360..324P. doi:10.1038 / 360324a0. S2CID  4302774.CS1 maint: používá parametr autoři (odkaz)
  2. ^ „Anomální vlastnosti vody“. Citováno 30. srpna 2015.
  3. ^ Holten, V .; Palmer, J. C .; Poole, P. H .; Debenedetti, P. G .; Anisimov, M. A. (2014). „Dvoustupňová termodynamika modelu ST2 pro podchlazenou vodu“. J. Chem. Phys. 140 (10): 104502. arXiv:1312.4871. Bibcode:2014JChPh.140b4502M. doi:10.1063/1.4867287. PMID  24628177. S2CID  18158514.CS1 maint: používá parametr autoři (odkaz)
  4. ^ Mishima, O .; Stanley, H. E. (1998). „Tavení ledu IV vyvolané dekompresí a přechod kapalina – kapalina ve vodě“. Příroda. 392 (6672): 164–168. Bibcode:1998 Natur.392..164M. doi:10.1038/32386. S2CID  4388755.CS1 maint: používá parametr autoři (odkaz)
  5. ^ Vasisht, V. V .; Saw, S .; Sastry, S. (2011). „Liquid – Liquid Critical Point in Supercooled Silicon“. Nat. Phys. 7 (7): 549–555. arXiv:1103.3473. Bibcode:2011NatPh ... 7..549V. doi:10.1038 / nphys1993. S2CID  118861818.CS1 maint: používá parametr autoři (odkaz)
  6. ^ Katayama, Y .; Mizutani, T .; Utsumi, W .; Shimomura, O .; Yamakata, M .; Funakoshi, K. (2000). „Přechod kapaliny – kapalné fáze prvního řádu ve fosforu“. Příroda. 403 (6766): 170–173. Bibcode:2000Natur.403..170K. doi:10.1038/35003143. PMID  10646596. S2CID  4395377.CS1 maint: používá parametr autoři (odkaz)
  7. ^ Cadien, A .; Hu, Q. Y .; Meng, Y .; Cheng, Y. Q .; Chen, M. W .; Shu, J. F .; Mao, H. K.; Sheng, H. W. (2013). „Přechod kapaliny prvního řádu na kapalnou fázi v ceru“. Phys. Rev. Lett. 110 (12): 125503. Bibcode:2013PhRvL.110l5503C. doi:10.1103 / PhysRevLett.110.125503. PMID  25166820.CS1 maint: používá parametr autoři (odkaz)
  8. ^ Yen, F .; Chi, Z. H .; Berlie, A .; Liu, X. D .; Goncharov, A. F. (2015). „Dielektrické anomálie v krystalickém ledu: nepřímé důkazy o existenci kapaliny - kritický bod kapaliny v H2Ó". J. Phys. Chem. C. 119 (35): 20618–20622. arXiv:1501.02380. doi:10.1021 / acs.jpcc.5b07635. S2CID  102225912.CS1 maint: používá parametr autoři (odkaz)
  9. ^ Gomes, Gabriel O .; Stanley, H. Eugene; Souza, Mariano de (2019-08-19). „Vylepšený parametr Grüneisen v podchlazené vodě“. Vědecké zprávy. 9 (1): 12006. arXiv:1808.00536. Bibcode:2019NatSR ... 912006O. doi:10.1038 / s41598-019-48353-4. ISSN  2045-2322. PMC  6700159. PMID  31427698.