ما هي النقطة الحرجة في علم الديناميكا الحرارية

إن النقطة الحرجة هي عبارة عن النقطة من الضغط ودرجة الحرارة، والتي لا يوجد عندها فواصل واضحة تكون بين حالات المادة، (مثل الفواصل التي تكون بين الحالات الثلاثة للمادة، وهما الحالة السائلة، أو الحالة الصلبة، أو الحالة الغازية، وإن هذا التعريف قد تم تم وضعه بحسب المفهوم العلمي في الكيمياء الفيزيائية، وفي التحريك الحراري وفي فيزياء المواد المكثفة.

وبطريقة أبسط أكثر وضوحا، فإن درجة الحرارة التي تكون حرجة على سبيل المثال تُعرف بأنها هي درجة الحرارة التي لا يمكن التمييز فوقها بين الحالة السائلة والحالة الغازية لمادة معينة، ومن الأمثلة العامة على هذه المواد هي ما يلي:
● الماء.
● الكحول.
● ثاني أكسيد الكربون.


وإن درجة الحرارة الحرجة هي درجة الحرارة التي فوقها من غير الممكن أن توجد الحالة السائلة للمادة، وإن ذلك يكون مهما كان الضغط المطبق عليها، وكذلك فإن المادة تكون في حالة معينة، وتكون هذه الحالة بين الحالة السائلة والحالة الغازية، وبدون وجود أي سطح فاصل بينهما.

■ وأما بالنسبة إلى التطبيقات العملية على موضوع النقطة الحرجة في علم الديناميكا الحرارية، فمنها ما يلي: 

● السوائل التي تكون فوق الحرجة لمحرك الاحتراق الداخلي:

حيث أن هناك العديد من الأبحاث التي يتم إجراءها بغرض تطبيق السوائل التي تكون فوق الحرجة في عملية تشغيل محرك احتراق داخلي.

وتطبيقا لتلك الفكرة، فإنه يتم رفع درجة حرارة الوقود السائل فوق الدرجة الحرجة، ويتم ذلك قبل أن يتم حقنها في أسطوانة المحرك. 

وبناءا على ذلك، فإن الوقود يصبح قابلا للاشتعال الذاتي، وبسبب ذلك فإنه من الممكن أن يتم الاستغناء عن شمعة الإشعال.

وبحسب ما تصرح به العديد من الوسائل الإعلامية من الأقوال، فإن هناك طموح وأمل في أن يتم خفض استهلاك كميات الوقود إلى مقدار معين، ويبلغ هذا المقدار ما يقارب 3 لتر/ 100 كيلومتر. 

كما إن الطموع الذي يرجى أن يتم الوصول إليه باستخدام هذه التطبيقات هو أن تؤدي تلك التقنية إلى تحسين العمليات التي يتم فيها الاحتراق إلى أنواع أخرى من الوقود.

وتجدر الإشارة هنا إلى أنه يمكنك مشاهدة عملية الانتقال من الحالة التي تكون تحت الحرجة إلى الحالة التي تكون فوق الحرجة معمليا؛ حيث أن اختلاف أطوار المادة يظهر هناك بشكل يكون واضح جدا.