密度と超臨界

質問

天文学のカテで見ました。

「探査機の強度が非常に高ければやはり液体水素の海まで到達するかもしれません。
ただ気になるのは液体水素の海と大気の境界がはっきりしているのかどうかわかりません。
あまりに高圧だと超臨界のように気体の密度から液体の密度に連続的に変化してしまうかもしれません（自信ないですが・）」

「超臨界のように気体の密度から液体の密度に連続的に変化してしまうかもしれません」のところがわかりませんでした。超臨界とは、どういったことでしょうか？密度との関わりを教えてください。

回答No.4

Tacosan · ベストアンサー

素人ですが:
水が超臨界になる機構は, だいたい次のようなものだと思います.
液体の水と気体の水蒸気が平衡状態にある系を作り, この平衡状態を保ったまま温度を上げていくことを考えます. このとき温度が上がると水の蒸気圧も上がっていくのですが, 実は温度が上がる以上の割合で蒸気圧は上がっていきます. つまり, 温度 T[K] における蒸気圧を p とすると, p/T が T とともに増加していきます. これから, 次のようにいえます.
・液体の水の密度は (温度が上がるので) 小さくなる
・水蒸気の密度は (理想気体で近似すると p/T に比例するので) 大きくなる
その結果, ある温度で液体の水と水蒸気の密度が同じになってしまい, 液体と気体を区別することができなくなります. これが超臨界状態です.
ちょっと理科年表を調べてみましたが, 水素の場合臨界温度が 33K くらい, 臨界圧力が 13気圧くらいのようです.

回答No.3

noname#52155

液体の入った体積の変わらない密閉容器を加熱すると液体が蒸発して内部の圧力が高くなります．これは気相の密度の増大を意味します．もっともっと温度を上げると液体はさらに蒸発して，気相の密度（圧力）はどんどん高くなります．最終的に気相の密度が液相の密度と同じになるとどちらが液相か気相かわからなくなります．この状態が超臨界状態です．
うろ覚えなので間違ってたらすいません．

回答No.2

noname#69788

二酸化炭素の超臨界状態は、インスタントコーヒーの抽
出などにつかわれています。

回答No.1

sekisei

私の回答ですね・・。自己責任で回答を・・・・

超臨界は概ね高温高圧で液体とも気体の両方の性質を持った状態です。
http://www.nedo.go.jp/itd/fellow/project/8.html
http://www.geocities.jp/leafshp/supercriticalfluid.htm
物質は臨界点以上の温度ではいくら圧力をかけても液化しなくなります。
その状態で高い圧力をかけると液体に近い密度でありながら気体のような状態になります。

高い活性をもっていてPCBの分解などに応用されているようです。