Kritische temperatuur

Voor de maximale temperatuur waarbij supergeleiding optreedt, zie aldaar.

De kritische temperatuur van een stof is de temperatuur waarbij het onderscheid tussen vloeibare fase en gasvormige fase vervalt. Bij een hogere temperatuur zal de fase van de stof niet veranderen als de druk of het volume wordt veranderd, waarbij het niet uitmaakt of de toestand vanuit de vloeibare fase of vanuit de gasvormige fase bereikt werd. Ook bij afkoelen is er geen abrupte faseovergang waar te nemen, waarbij het wel van de druk en temperatuur afhangt of er gas of vloeistof ontstaat. Bij de kritische temperatuur T_kr hoort ook een kritische druk p_kr in het hierna genoemde buigpunt, zodat we van een kritisch punt K (T_kr, p_kr) kunnen spreken.

De rechte horizontale lijn FBG in een donkerblauwe isotherm is bedacht door James Clerk Maxwell. Fysisch stelt dit het tweefasen mengsel voor tussen vloeistof fase F en gas fase G, bij constante druk, als het volume toeneemt.

In de druk-volume grafiek van isothermen is het buigpunt K te zien in de isotherm van de kritische temperatuur (rood). Vanaf hogere temperaturen komend (lichtblauwe krommen) is dit het eerste buigpunt dat optreedt, waarbij ook de eerste afgeleide = 0 is.
Dus:

${\displaystyle \left({\frac {\partial P}{\partial V}}\right)_{T}=0,\left({\frac {\partial ^{2}P}{\partial V^{2}}}\right)_{T}=0}$

Met behulp van deze relaties en bekende (T_kr, p_kr) zijn de constanten a en b uit de Van der Waalsvergelijking te berekenen.

Hoewel er geen faseovergang plaatsvindt bij de kritieke temperatuur en druk, wordt het gebied (T>T_kr, p>p_kr) aangeduid als superkritische vloeistoffase. Zie het p-T diagram.

Kritisch punt

Fasediagram