気体の臨界温度に関する問題

気体の性質についてお伺いしたします。ある国家試験の物理の問題に、臨界温度に関する出題があり、そのうち、次の２つのうちのいずれかが誤りだと思うのですが、私のつたない知識では判断できませんでした。「（3）　臨界温度で気体を圧縮すると、臨界圧力に達したとき完全に液化する。
（4）　臨界温度で気体を圧縮すると、臨界圧力に達したとき気体と液体の区別がなくなる。」
どちらが誤りでしょうか?　よろしくお願いいたします。

No.5 ベストアンサー 回答者： ORUKA1951 回答日時： 2014/03/06 08:13

No.2です。

はしょりすぎたので図を描いておきます。
　臨界流体とは液体と気体の相変化をする時にエネルギーの大小のない状態--液体と気体の区別の意味がない領域です。その定義を知っていて国語が出来れば難しい問題ではないです。
　⇒臨界点 - Wikipedia( http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%87%A8%E7%95%8C% … )

（1）臨界圧力以上に圧縮すると、気体は温度に関係なく液化する。
　　臨界温度以上だと液化しません。×
（2）臨界圧力以上に圧縮された気体は、いかなる温度においても液化しない。
　　臨界温度以下だと液化します。×
（3）臨界温度で気体を圧縮すると、臨界圧力に達したとき完全に液化する。
　　臨界流体になります。　×　気体でもあります。
（4）臨界温度で気体を圧縮すると、臨界圧力に達したとき気体と液体の区別がなくなる。
　　(気体と液体の区別がない)臨界流体になります。　○
（５） 臨海温度より低い温度では、気体は圧縮しても液化しない。
　　液化します。　×

この回答へのお礼

あれ?そうですか。気体と液体の区別がなくなるのですか……しかし、あらためて図を拝見いたしましたところ、ようやく理解することができました。臨界流体という状態になることがあるわけですね。ありがとうございました。参考になりました。

お礼日時：2014/03/07 00:33

No.4 回答者： hitokotonusi 回答日時： 2014/03/06 00:07

普通なら液化とは二相共存線を越えて体積の不連続な減少が起ることをさします。

すると、正しいのは(2)番ですね。臨界圧力以上では二相共存線がありませんから、体積は連続的に変化するだけで不連続な跳びを示しません。つまり液化はしない。

この回答へのお礼

そうですか。臨界圧力以上に気体を圧縮すると、いかなる温度でも液化はしないんですね。ありがとうございました。

お礼日時：2014/03/07 00:27

No.3 回答者： hitokotonusi 回答日時： 2014/03/05 13:55

普通に考えれば，両方誤り。

臨界温度以上　or　臨界圧力以上ではもともと気液の区別がありません。

必ず正解があるなら，(1)(2)，もしくは(5)以降に正解があるのでは？

この回答への補足

実は、「次のうち正しいものはどれか。
（1）　臨界圧力以上に圧縮すると、気体は温度に関係なく液化する。
（2）　臨界圧力以上に圧縮された気体は、いかなる温度においても液化しない。
（3）　臨界温度で気体を圧縮すると、臨界圧力に達したとき完全に液化する。
（4）　臨界温度で気体を圧縮すると、臨界圧力に達したとき気体と液体の区別がなくなる。
（５） 臨海温度より低い温度では、気体は圧縮しても液化しない。」という出題だったのです。

補足日時：2014/03/05 23:11

No.2 回答者： ORUKA1951 回答日時： 2014/03/05 13:33

超臨界では

3）　臨界温度で気体を圧縮すると、臨界圧力に達したとき完全に液化する。
液体と気体の区別がないのですから「完全に液化」ではないのです。

この回答へのお礼

完全に液化ではないのですか……少々、混乱してきましたが……ありがとうございました。

お礼日時：2014/03/05 23:06

No.1 回答者： Tacosan 回答日時： 2014/03/05 13:26

ん～.... パッと見そんなに難しく思えないんだが....

臨界点で考えるから困るだけで, それ以下の状態で考えれば (3) は明らかにおかしいんじゃないかな.

そもそも臨界点で「液体」と「気体」をどう区別するのか知らんが.

この回答へのお礼

やはり（３）ですか。ありがとうございました。参考にさせていただきます。

お礼日時：2014/03/05 23:04