Termodynamic and Transport Properties of Supercritical Fluids. Part 1. Thermodynamic Properties. Review
No TL;DR found
Abstract
В обзоре приведены результаты подробного анализа роли изохорной теплоемкости, как ключевого термодинамического свойства вещества, в исследовании критических и сверхкритических явлений. Приводится краткая историческая справка о роли и вкладе научных школ России в экспериментальное исследование изохорной теплоемкости в критической области при разработке не классической (скейлинговой) теории, которая коренным образом изменила наши представлении о физической природе критических и сверхкритических явлений. Подробно анализируется наблюдаемое в эксперименте поведение изохорной теплоемкости и других связанных с ней термодинамических свойств флюидов в критической и сверхкритической областях. Обсуждается роль новых экспериментальных исследований двухфазной изохорной теплоемкости вблизи критической точки в разработке «завершенной» теории скейлинга. Данная теория позволяет понять физическую природу асимметрии кривой сосуществования жидкость-газ вблизи критической точки и оценить вклад химического потенциала в расходимость двухфазной изохорной теплоемкости в критической точке. В обзоре также уделено внимание сверхкритическим фазовым переходам и роли изохорной теплоемкости в определении линии Widom, которая отделяет жидкоподобную область от газоподобной в сверхкритических состояниях, т.е. определяет границы сосуществования жидко- и газоподобных фаз в сверхкритических флюидах. This review presents the results of a detailed analysis of the role of isochoric heat capacity as a key thermodynamic property of a substance in the study of critical and supercritical phenomena. A brief historical background is given on the role and contribution of Russian scientific schools in the experimental study of isochoric heat capacity in the critical region in the development of the non-classical (scaling) theory of critical phenomena, which considerably changed our understanding of the physical nature of critical and supercritical phenomena. The experimental behavior of the isochoric heat capacity and other thermodynamic properties of fluids associated with it in the critical and supercritical regions are analyzed in detail. The role of new experimental studies of two-phase isochoric heat capacity near the critical point in the development of a “complete” scaling theory is discussed. This theory allows to understand the physical nature of the liquid-gas coexistence curve asymmetry near the critical point and to estimate the contribution of the chemical potential to the divergence of the two-phase isochoric heat capacity at the critical point. The review also focuses on supercritical phase transitions and the role of isochoric heat capacity in determining the Widom line, which separates liquid- and gas-like regions in supercritical states, i.e. defines the boundaries of the coexistence of “liquid-” and “gaslike” phases in supercritical fluids.