Ciecz przegrzana - Polski Serwis Naukowy

Ciecz przegrzana – ciało istniejące w stanie ciekłym powyżej temperatury wrzenia. Zazwyczaj ciecze wrą w jednej, określonej temperaturze przy stałym ciśnieniu. Proces wrzenia wymaga jednak odpowiednich warunków – m.in. możliwości ulatniania się powstającego z cieczy gazu, ponadto nie występuje jednocześnie w całej objętości cieczy i wymaga zainicjowania oraz czasu.

Komora pęcherzykowa, urządzenie służące do obserwacji śladów cząstek elementarnych (promieniowania jonizującego) zaprojektowane w roku 1952 przez Donalda Glasera, za co został uhonorowany w 1960 Nagrodą Nobla w dziedzinie fizyki.

Ciśnienie to wielkość skalarna określona jako wartość siły działającej prostopadle do powierzchni podzielona przez powierzchnię na jaką ona działa, co przedstawia zależność:

Ciecz przegrzaną można otrzymać przez:

bardzo powolne ogrzewanie czystej cieczy w naczyniu o gładkich ściankach, przy braku drgań i wstrząsów mechanicznych (np. wodę do temperatury 120 °C pod ciśnieniem normalnym);

bardzo szybkie ogrzanie (tak szybkie, że substancja „nie zdąży” odparować) – w ten sposób można uzyskać ciecz przegrzaną, nawet gdy jest ona silnie zanieczyszczona;

ogrzanie cieczy pod wysokim ciśnieniem, w którym jej temperatura wrzenia jest wyższa, a następnie stopniowe, ostrożne obniżanie ciśnienia;

ogrzanie cieczy mikrofalami, które nie powoduje jej wrzenia – jednak wrzucenie np. kostki cukru do tak podgrzanej herbaty inicjuje natychmiastowe jej wrzenie.

Ciecz przegrzana znajduje się w stanie delikatnej równowagi termodynamicznej, tzw. stanie metastabilnym. Taką równowagę łatwo zniszczyć przez odpowiednio duże zaburzenie. Aby doprowadzić ciecz do stanu gazowego, wystarczy zainicjować w dowolny sposób proces wrzenia. Może to być na przykład:

Metastabilność jest własnością delikatnej równowagi stanów, które są stabilne dla małych odchyleń od położenia równowagi, ale większe wychylenie powoduje zmianę stanu i przejście do równowagi pełnej, lub ew. innego stanu metastabilnego.

Ciecz – stan skupienia materii – pośredni między ciałem stałym a gazem, w którym ciało fizyczne trudno zmienia objętość, a łatwo zmienia kształt. Wskutek tego ciecz przyjmuje kształt naczynia, w którym się znajduje, ale w przeciwieństwie do gazu nie rozszerza się, aby wypełnić je całe. Powierzchnia styku cieczy z gazem lub próżnią nazywa się powierzchnią swobodną cieczy.

wrzucenie do cieczy tak zwanych zarodków wrzenia, którymi może być dowolne zanieczyszczenie – zarówno inna ciecz, gaz, ciało stałe a nawet cząstki elementarne;

wstrząśnięcie naczyniem z cieczą;

podziałanie na ciecz dźwiękiem;

podziałanie na ciecz impulsem elektrycznym.

Ciecz w wyniku takiego zainicjowania zaczyna wrzeć w całej objętości, powodując wskutek znacznie większej objętości wydzielanych par wyrzucenie zawartości cieczy na zewnątrz zbiornika.

Ciało (ciało fizyczne) – termin o niezerowej . Określenie ciało fizyczne jest podstawowym pojęciem używanym w definicjach i prawach fizycznych w mechanice klasycznej jak i kwantowej, elektrodynamice i innych. Zastępuje słowa: materia, bryła, organizm, obiekt astronomiczny, przedmiot itp.

Ciecz przechłodzona - ciało istniejące w stanie ciekłym poniżej temperatury krzepnięcia. "Typowa" ciecz powinna teoretycznie przejść w ciało krystaliczne w temperaturze krzepnięcia. Krystalizacja jest jednak procesem wymagającym odpowiednich warunków i przeważnie musi być ona w jakiś sposób zainicjowana. Ponadto proces ten nie przebiega zwykle natychmiastowo, tylko wymaga czasu. Wszystko to umożliwia uzyskanie cieczy przechłodzonej. Przykładem takiej substancji może być tiosiarczan sodu, który jest wykorzystywany przy produkcji ogrzewaczy dłoni.

Zastosowanie

Ciecz przegrzaną stosuje się w komorach pęcherzykowych do analizy torów cząstek elementarnych. Cząstka taka stanowi zarodnik wrzenia, dzięki czemu ślad ruchu cząstki (w postaci pęcherzyków pary) może być obserwowany i rejestrowany.

Zobacz też

ciecz przechłodzona

para przegrzana