Опыты с хлором

       

 
    Если взять хлор или углекислый газ и сильно сжать их (ну например до давления в сто атмосфер), они превратятся в жидкость. То есть если сжимать их в прочном прозрачном сосуде, то можно будет увидеть, что там появилась жидкость и есть граница между этой жидкостью и газом над ней. Ну примерно как в ампулке с хлором на предыдущей странице. А вот если мы сожмем азот или гелий, никакой жидкости в сосуде не появится, даже если мы закачаем туда эти газы под давлением в тысячу атмосфер.

    Впервые, сжижение газов под давлением наблюдал Фарадей в двадцатых годах 19 века. Он же, предложил называть газы, которые невозможно сжижить при высоком давлении, постоянными газами. В настоящее время известно, что постоянными газами были те вещества, критическая температура которых находилась ниже комнатной. Выше критической температуры, газ невозможно сжижить, и при давлении ниже критического в сосуде будет находиться перегретый пар, а выше критического - сверхкритический флюид.
    Вещество в сверхкритическом состоянии достаточно легко отличить от жидкости, поскольку последние, обладают поверхностным натяжением и соответственно между жидкостью и газом можно видеть поверхность раздела фаз. При повышении температуры, поверхностное натяжение постепенно уменьшается и исчезает при достижении критической температуры.
    На видео, я нагрел ампулку с жидким хлором на масляной бане до температуры примерно 160°C, а потом убрал нагрев и ампулка остыла на воздухе. Хорошо видно, что цвет газообразного хлора в верхней части ампулки становится более насыщенным (из-за того, что при повышении температуры растет давление в ампуле). Одновременно, уменьшается поверхностное натяжение хлора (мениск жидкости в начале имеет вогнутую форму, а потом становится практически плоским). Вертикальные полосы на видео - это стенки стеклянной трубки, в которой находится ампулка с хлором (ну надо же было как-то ее зафиксировать в пространстве).
    Примерно к середине видео, хлор переходит в сверхкритическое состояние и содержимое ампулки становится однородным). При охлаждении, в момент перехода критической точки, хлор мгновенно конденсируется в туман, который затем расслаивается на жидкость и газ. Критическая температура хлора равна 143.8°C, критическое давление - 76.0 атмосферам.
   
   

 
    При желании и хорошей скорости присоединения к интернету, видеоролик можно посмотреть там же на youtube.com в HD формате (с разрешением 1080х1440).