Numim lichefiere transformarea n lichid a vaporilor unei substane, prin comprimare.

Reprezentarea micrii atomilor n cele trei stri de agregare: Starea solid (stnga) Starea lichid (mijloc) Starea gazoas (dreapta)

Solid

Lichid

Gaz

Solidul -i pastreaz forma i nu umple vasul;Lichidul - ia forma vasului dar nu o umple; Gazul - se rspndete lund forma vasului i ocupnd tot spaiul (i modific volumul i forma

De la inceputul sec. XIX dateaza numeroase studii

legate de comportarea gazelor la comprimare. In acea perioada s-a reusit lichefierea unor gaze (dioxidul de carbon, clorina). Initial, eforturile depuse pentru lichefierea gazelor nu au fost incununate cu succes. Gazele respective au fost numite gaze permanente. Studiile ulterioare au aratat ca nu este suficienta comprimarea gazelor, ci este necesar ca temperatura gazului sa nu depaseasca o anumita valoare specifica substantei respective (temperatura critica ).

La comprimarea unui gaz, distanta dintre moleculele

sale scade, interactiunea lor devenind mai intensa. Apare astfel posibilitatea ca fortele de atractie dintre molecule sa determine cuplarea moleculelor, adica trecerea substantei din stare gazoasa in stare lichida.

Exista o anumita valoare a temperaturii (numita

temperatura critica) peste care, oricat ar fi comprimat, gazul nu se transforma in lichid. Temperatura critica are insa, pentru unele gaze, valori foarte mici. Ultimul gaz la care s-a reusit lichefierea a fost heliul, succes obtinut de Kamerlingh Onnes (1853-1926) in 1908.

Substanta Temp. critica (K) He 5,25

Presiunea critica (MPa) 0,23

H2aer N2 O2 CH4 CO2 NH3 H2O

33,2132 126 154 191 304 406 647

12,93,77 3,39 5,08 4,62 7,38 11,3 22,1

Primele rezultate deosebit

de interesante cu privire la lichefierea gazelor au fost obtinute de Thomas Andrews in 1869. El a reusit sa lichefieze dioxidul de carbon, masurand, pe parcursul lichefierii, dependenta presiunii din incinta in care se afla acesta in functie de volum, in conditii izoterme.

pp D

gaz+lichid

p0A 0 V 0

C

B A

V1

V2

V

9

Zona 1 substanta este in

p

stare gazoasa Zona 2 substanta este sub forma de vapori Zona 3 in incinta se afla simultan si vapori, si lichid din substanta respectiva. Zona 4 substanta este in stare lichida

14 30

2V

10

Lichefierea gazelor este un

fenomen care se datoreaza interactiunilor dintre molecule, deci nu poate fi utilizat modelul gaz ideal pentru explicarea acestuia (nu este respectat punctul 4 al definitie gazului ideal). Energia interna trebuie calculata ca pentru un sistem termodinamic oarecare.

U(,T,V) = E c,int(,T) + E p,int(,V)

Din primul principiu al

termodinamicii aplicat comprimarii pe palierul BC, rezulta: Q=U+L in care U si L sunt negative; rezulta ca sistemul cedeaza energie termica mediului inconjurator prin caldura. Acest transfer de energie termica nu poate fi sesizat prin modificarea temperaturii sistemului, asadar, caldura respective se numeste caldura latenta de lichefiere.

Caldura latenta este

caracteristica intregului sistem termodinamic. Pentru caracterizarea substantei de defineste caldura latenta specifica.

Caldura latenta specifica () : =Q/m Q - caldura latenta m - masa sistemului< >=/= J/kg

Lichefierea gazelor este foarte importanta, datorita

faptului ca face transportarea gazelor mult mai usoara. Ele sunt inchise in containere sub presiune mare.

Proiect realizat de: Vlad Barbos & Dusa George