Выпуски

 / 

2012

 / 

Ноябрь

  

Обзоры актуальных проблем


Где находится область сверхкритического флюида на фазовой диаграмме?

 а, б,  а,  а, б,  в,  а,  а
а Институт физики высоких давлений РАН им. Л.Ф. Верещагина, Троицк, Москва, Российская Федерация
б Московский физико-технический институт (Государственный университет), Институтский пер. 9, Долгопрудный, Московская обл., 141700, Российская Федерация
в South East Physics Network and School of Physics, Queen Mary University of London, Mile End Road, London, E1 4NS, UK

Рассматривается флюидное состояние вещества при высоких температурах и сверхвысоких давлениях. Представлен обзор вариантов построения условной границы между жидкостью и квазигазовым флюидом в закритической области. Показано, что иногда используемое «термодинамическое» продолжение линии кипения — линия Уидома — является единой линией лишь вблизи критической точки и веером коротких линий при дальнейшем возрастании температуры. Предлагается новая, разделяющая жидкость и флюид, «динамическая» линия, которая связана с различием типов траекторий частиц и механизмов диффузии в жидкостях и плотных газах. Положение данной линии соответствует условию равенства времени релаксации в жидкости и минимального периода поперечных акустических возбуждений. При достижении этой линии исчезают сдвиговые волны в жидкости на всех частотах, коэффициент диффузии приближается к своему значению вблизи критической точки, скорость звука становится близкой к удвоенному значению тепловой скорости частиц и теплоёмкость жидкости уменьшается до удвоенной константы Больцмана в расчёте на частицу. В пределе высокого сжатия температура на данной линии имеет ту же функциональную зависимость от давления, что и температура плавления. «Динамическая» линия, в отличие от линии Уидома, может рассматриваться как граница, разделяющая жидкость и сверхкритический флюид в области, далёкой от критической точки, при сверхвысоких давлениях. Для данной линии предлагается название «линия Френкеля».

Текст: pdf
Войдите или зарегистрируйтесь чтобы получить доступ к полным текстам статей.
PACS: 62.10.+s, 62.50.−p, 63.50.−x, 64.60.F−, 64.60.fd, 65.20.De, 66.20.Cy (все)
DOI: 10.3367/UFNr.0182.201211a.1137
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2012/11/a/
Цитата: Бражкин В В, Ляпин А Г, Рыжов В Н, Траченко К, Фомин Ю Д, Циок Е Н "Где находится область сверхкритического флюида на фазовой диаграмме?" УФН 182 1137–1156 (2012)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 20 сентября 2011, доработана: 31 октября 2011, 2 ноября 2011

English citation: Brazhkin V V, Lyapin A G, Ryzhov V N, Trachenko K, Fomin Yu D, Tsiok E N “Where is the supercritical fluid on the phase diagram?Phys. Usp. 55 1061–1079 (2012); DOI: 10.3367/UFNe.0182.201211a.1137

Список литературы (73) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (65) Похожие статьи (20)

  1. Kiran E, Debenedetti P G, Peters C J (Eds) Supercritical Fluids. Fundamentals and Applications (Dordrecht: Kluwer Acad. Publ., 2000)
  2. Ликальтер А А УФН 170 831 (2000); Likal'ter A A Phys. Usp. 43 777 (2000)
  3. Supercritical fluid, http://en.wikipedia.org/wiki/Supercritical_fluid
  4. Hansen J P, McDonald I R Theory of Simple Liquids (London: Academic Press, 1986)
  5. Grimsditch M, Bhadra R, Torell L M Phys. Rev. Lett. 62 2616 (1989)
  6. Pezeril T, Klieber C, Andrieu S, Nelson K A Phys. Rev. Lett. 102 107402 (2009)
  7. Jeong Y H, Nagel S R, Bhattacharya S Phys. Rev. A 34 602 (1986)
  8. Hosokawa S et al. Phys. Rev. Lett. 102 105502 (2009)
  9. Giordano V M, Monaco G Phys. Rev. B 84 052201 (2011)
  10. Scopigno T, Ruocco G, Sette F Rev. Mod. Phys. 77 881 (2005)
  11. Френкель Я И Кинетическая теория жидкостей (Л.: Наука, 1975); Frenkel J Kinetic Theory of Liquids (Oxford: The Clarendon Press, 1946)
  12. Wallace D C Phys. Rev. E 56 4179 (1997)
  13. Chisolm E D, Wallace D C J. Phys. Condens. Matter 13 R739 (2001)
  14. Brazhkin V V, Buldyrev S V, Ryzhov V N, Stanley H E (Eds) New Kinds of Phase Transitions: Transformations in Disordered Substances (Dordrecht: Kluwer Acad. Publ., 2002)
  15. Roberts C J, Panagiotopoulos A Z, Debenedetti P G Phys. Rev. Lett. 77 4386 (1996)
  16. Gorelli F et al. Phys. Rev. Lett. 97 245702 (2006)
  17. Santoro M, Gorelli F A Phys. Rev. B 77 212103 (2008)
  18. Katayama Y et al. Nature 403 170 (2000)
  19. Monaco G et al. Phys. Rev. Lett. 90 255701 (2003)
  20. Stanley H E Introduction to Phase Transitions and Critical Phenomena (New York: Oxford Univ. Press, 1971); Стенли Г Фазовые переходы и критические явления (М.: Мир, 1973)
  21. Xu L et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102 16558 (2005)
  22. Nishikawa K et al. J. Chem. Phys. 118 1341 (2003)
  23. Nishikawa K, Morita T Chem. Phys. Lett. 316 238 (2000)
  24. Sato T et al. Phys. Rev. E 78 051503 (2008)
  25. Fisher M E, Widom B J. Chem. Phys. 50 3756 (1969)
  26. Widom B, Rowlinson J S J. Chem. Phys. 52 1670 (1970)
  27. Franzese G, Stanley H E J. Phys. Condens. Matter 19 205126 (2007)
  28. Artemenko S, Lozovsky T, Mazur V J. Phys. Condens. Matter 20 244119 (2008)
  29. Kumar P, Franzese G, Stanley H E Phys. Rev. Lett. 100 105701 (2008)
  30. Kumar P, Franzese G, Stanley H E J. Phys. Condens. Matter 20 244114 (2008)
  31. Brazhkin V V et al. J. Phys. Chem. B 115 14112 (2011)
  32. Brazhkin V V, Ryzhov V N J. Chem. Phys. 135 084503 (2011)
  33. Berberan-Santos M N, Bodunov E N, Pogliani L J. Math. Chem. 43 1437 (2008)
  34. NIST Chemistry WebBook, http://webbook.nist.gov/chemistry/
  35. Simeoni G G et al. Nature Phys. 6 503 (2010)
  36. Batschinski A Ann. Physik 324 307 (1906)
  37. Ben-Amotz D, Herschbach D R Israel J. Chem. 30 59 (1990)
  38. Xu J, Herschbach D R J. Phys. Chem. 96 2307 (1992)
  39. Apfelbaum E M, Vorob'ev V S J. Chem. Phys. 130 214111 (2009)
  40. Brazhkin V V et al. Phys. Rev. E 85 031203 (2012)
  41. Brazhkin V V et al. Письма в ЖЭТФ 95 179 (2012); Brazhkin V V JETP Lett. 95 164 (2012)
  42. Maxwell J C Phil. Trans. R. Soc. Lond. 157 49 (1867)
  43. Pontecorvo E Phys. Rev. E 71 011501 (2005)
  44. Pilgrim W-C, Morcel Chr J. Phys. Condens. Matter 18 R585 (2006)
  45. Kob W, Andersen H C Phys. Rev. Lett. 73 1376 (1994)
  46. Schröder Th B et al. J. Chem. Phys. 112 9834 (2000)
  47. De Lorenzi-Venneri G, Chisolm E D, Wallace D C Phys. Rev. E 78 041205 (2008)
  48. Bencivenga F et al. Europhys. Lett. 75 70 (2006)
  49. Balucani U, Zoppi M Dynamics of the Liquid State (Oxford: Clarendon Press, 1994)
  50. Bryk T et al. J. Chem. Phys. 133 024502 (2010)
  51. Bencivenga F et al. Phys. Rev. Lett. 98 085501 (2007)
  52. Bencivenga F et al. J. Chem. Phys. 130 064501 (2009)
  53. Reid R C, Sherwood Th K The Properties of Gases and Liquids 2nd ed. (New York: McGraw-Hill, 1966)
  54. Zwanzig R, Mountain R D J. Chem. Phys. 43 4464 (1965)
  55. Kor S K, Tandon U S, Singh B K Phys. Lett. A 38 187 (1972)
  56. Lurie J B J. Low Temp. Phys. 10 751 (1973)
  57. Стишов С М Письма в ЖЭТФ 57 189 (1993); Stishov S M JETP Lett. 57 196 (1993)
  58. Trachenko K Phys. Rev. B 78 104201 (2008)
  59. Malescio G J. Phys. Condens. Matter 19 073101 (2007)
  60. Hagen M H J et al. Nature 365 425 (1993)
  61. Gast A P, Russel W B Phys. Today 51 (12) 24 (1998)
  62. Стишов С М УФН 114 3 (1974); Stishov S M Sov. Phys. Usp. 18 625 (1975)
  63. Klein O Medd. Vetenskapsakad. Nobelinst. 5 (6) (1919)
  64. Ландау Л Д, Лифшиц Е М Статистическая физика Т. 1 (М.: Физматлит, 1995); Landau L D, Lifshitz E M Statistical Physics Vol. 1 (Oxford: Pergamon Press, 1980)
  65. Hoover W G, Gray S G, Johnson K W J. Chem. Phys. 55 1128 (1971)
  66. Жаховский В В ЖЭТФ 105 1615 (1994); Zhakhovskii V V JETP 78 871 (1994)
  67. Лагарьков А Н, Сергеев В М УФН 125 409 (1978); Lagar'kov A N, Sergeev V M Sov. Phys. Usp. 21 566 (1978)
  68. van Hecke M J. Phys. Condens. Matter 22 033101 (2010)
  69. Biroli G Séminaire Poincaré 13 37 (2009)
  70. Тамм И Е УФН 76 397 (1962); Tamm I E Sov. Phys. Usp. 5 173 (1962)
  71. Heyes D M, Brańka A C Mol. Phys. 107 309 (2009)
  72. Meier K "Computer simulation and interpretation of the transport coefficients of the Lennard-Jones model fluid" Dissertation ... for Degree of Doktor-Ingenieur (Hamburg: Univ. of the Federal Armed Forces Hamburg, 2002)
  73. Agrawal R, Kofke D A Mol. Phys. 85 43 (1995)

© Успехи физических наук, 1918–2019
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение