Opalescência crítica
A opalescência crítica é um fenômeno que pode ser observado a olho nu quando o gás é resfriado a uma temperatura muito próxima de sua temperatura crítica .
Descrição
Ao aquecer um tubo fechado contendo um fluido até sua densidade crítica, observa-se que para uma temperatura bem definida (temperatura crítica ) o menisco que separa as duas fases fica mais espesso, torna-se turvo e difuso, depois desaparece. O tubo então contém apenas um fluido homogêneo ( fluido supercrítico ) que não é líquido nem gasoso. Da mesma forma, se um fluido supercrítico de densidade é resfriado até o aparecimento de um menisco separando uma fase gasosa de uma fase líquida no meio de uma névoa opalescente é observada.
A luz branca que passa pelo meio opalescente assim formado ao redor é difusa e assume uma tonalidade avermelhada, semelhante à do sol poente cuja luz é difundida pela difusão de Rayleigh .
O aparecimento desse meio turvo e difuso nas proximidades de é o que é chamado de opalescência crítica .
Explicação
A primeira observação de opalescência crítica parece ter sido feita por Charles Cagniard de Latour em 1822, usando misturas de álcool e água. Na literatura, essa descoberta é frequentemente atribuída a Thomas Andrews . De fato, a contribuição de Andrews é o esclarecimento conceitual desse fenômeno, na continuação de seus experimentos em 1869 sobre opalescência crítica para a transição líquido-gás de . Ele interpretou, com toda a razão, este fenômeno como sendo consequência de gigantescas flutuações na densidade do fluido nas proximidades do ponto crítico: a matéria "hesita" entre o estado líquido e o estado gasoso e em cada ponto do fluido ela constantemente mudando de estado. A fase líquida e a fase gasosa geralmente têm densidades e índices ópticos diferentes (n = 1 para gases en = 1,33 para água líquida, por exemplo), então a luz que passa através deste fluido pode ser fortemente espalhada por flutuações no comprimento de onda de luz visível.
Albert Einstein mostrou em 1910 que a ligação entre essa opalescência e o espalhamento de Rayleigh é quantitativa.
Notas e referências
- A. Einstein , " Theorie der Opaleszenz von homogenen Flüssigkeiten und Flüssigkeitsgemischen in der Nähe des kritischen Zustandes [AdP 33, 1275 (1910)] ", Annalen der Physik , vol. 14, n o S1,23 de fevereiro de 2005, p. 368-391 ( ISSN 0003-3804 e 1521-3889 , DOI 10.1002 / andp.200590026 , ler online , acessado em 23 de julho de 2020 )
Bibliografia
- Michel Laguës e Annick Lesne, Scale invariances: from state changes to turbulence , Paris, Belin , coll. "Escadas",2003, 352 p. ( ISBN 978-2-7011-3175-7 , OCLC 70866331 , aviso BnF n o FRBNF39061180 ).
- C. Cagniard de la Tour, Ann. Chim. Phys. 21 , 127 (1822); 21 , 178 (1822); 22 , 410 (1823)
- T. Andrews, Phil. Trans. Roy. Soc. 159 , 575 (1869)
- B. Berche, M. Henkel, R. Kenna, "Critical Phenomena: 150 years since Cagniard de la Tour" , J. Phys. Viga. 13 , 3201 (2009); "Fenomenos críticos: 150 anos desde Cagniard de la Tour" , Rev. .Braços. Ens. Fis. 31 , 2602 (2009)