Критическая масса

Крити'ческая ма'сса,наименьшая масса делящегося вещества, при которой может протекать самоподдерживающаяся цепная реакция деления атомных ядер; характеризуется обращением в единицу коэффициента размножения нейтронов. Соответствующие размеры и объём устройства, в котором протекает цепная реакция, также называется критическими (см. Ядерные цепные реакции, Ядерный реактор) .

Критическая нагрузка

Крити'ческая нагру'зка встроительной механике, нагрузка, при которой происходит потеря устойчивости деформируемой системы (например, стержня, пластинки, оболочки и т. п.). См. Устойчивость упругих систем.

Критическая температура

Крити'ческая температу'ра,1) температура вещества в его критическом состоянии.Для индивидуальных веществ К. т. определяется как температура, при которой исчезают различия в физических свойствах между жидкостью и паром, находящимися в равновесии. При К. т. плотности насыщенного пара и жидкости становятся одинаковыми, граница между ними исчезает и теплота парообразования обращается в нуль. К. т . -одна из неизменяющихся характеристик (констант) вещества. Значения К. т. T _kнекоторых веществ приведены в ст. Критическая точка.

 В двойных системах (например, пропан - изопентан) равновесие жидкость - пар имеет не одну К. т., а пространственную критическую кривую, крайними точками которой являются К. т. чистых компонентов.

  2) температура, при которой в жидких смесях с ограниченно растворимыми компонентами наступает их взаимная неограниченная растворимость; её называют К. т. растворимости.

  3) температура перехода ряда проводников в сверхпроводящее состояние (см. Сверхпроводимость ) .�змерена у большого числа металлов, сплавов и химических соединений. В чистых металлах наинизшая К. т. наблюдается у Ti (0,37 К), самая высокая - у Тс (11,2 К). Очень высокое значение К. т. найдено у сплава Nb, Al и Ge (T _k»21 К).

Критическая точка

Крити'ческая то'чка,точка на диаграмме состояния,соответствующая критическому состоянию.К. т. двухфазного равновесия жидкость - пар является конечной точкой на кривой равновесия и характеризуется критическими значениями температуры Тк,давления рки объёма V _к(табл.). К. т. представляет собой частный случай точки фазового перехода и характеризуется потерей термодинамической устойчивости по плотности или составу вещества. По одну сторону от К. т. вещество однородно (обычно при Т > Тк) ,а по другую - расслаивается на фазы. У смесей или растворов следует различать К. т. равновесия жидкость - пар и К. т. равновесия фаз различного состава, находящихся в одном агрегатном состоянии (жидкость - жидкость, газ - газ). В связи с этим К. т. смесей (растворов) дополнительно характеризуется критической концентрацией хк.В результате увеличения числа параметров, определяющих состояние системы, у смесей имеется не К. т., а критическая кривая, точки которой различаются значениями Тк, рк, V _ки хк.В окрестности К, т. наблюдаются критические явления.

Параметры критической точки жидкость - пар некоторых веществ

В  * 1 amРј =1,01Р§10 ⁵ РЅ/Рј ².

Критические органы

Крити'ческие о'рганы(радиобиологическое), структуры, ткани и органы, повреждение которых при облучении организма вызывает существенное нарушение жизнедеятельности. К К. о. относятся прежде всего кроветворные органы,в том числе костный мозг,и эпителий желудочно-кишечного тракта, поражения которых могут привести к гибели организма, а также хрусталик глаза и половые железы (облучение гонад может обусловить бесплодие или вызвать наследственные дефекты). См. также Биологическое действие ионизирующих излучений.

Критические явления

Крити'ческие явле'ния,характеризуют поведение веществ в окрестности точек фазовых переходов К типичным К. я. относятся: рост сжимаемости вещества с приближением к критической точке равновесия жидкость - пар; возрастание магнитной восприимчивости и диэлектрической проницаемости в окрестности Кюри точек ферромагнетиков и сегнетоэлектриков ( рис. 1 ); аномалия теплоёмкости в точке перехода гелия в сверхтекучее состояние ( рис. 2 ); замедление взаимной диффузии веществ вблизи критических точек расслаивающихся жидких смесей; аномалии в распространении ультразвука и др.

  К К. я. в более узком смысле относят явления, обязанные своим происхождением росту флуктуаций термодинамических величин (плотности и др.) в окрестности точек фазовых переходов (см. Критическое состояние ) .

 Значительный рост флуктуаций приводит к тому, что в критической точке равновесия жидкость - пар плотность вещества от точки к точке заметно меняется. Возникшая флуктуационная неоднородность вещества существенно влияет на его физические свойства.

  Заметно усиливается, например, рассеяние и поглощение веществом излучений. Вблизи критической точки жидкость - пар размеры флуктуаций плотности доходят до тысяч Е и сравниваются с длиной световой волны. В результате вещество становится совершенно непрозрачным, большая часть падающего света рассеивается в стороны. Вещество приобретает опаловую (молочно-мутную) окраску, наблюдается т. н. критическая опалесценция вещества.

  Рост флуктуаций приводит также к дисперсии звука и его сильному поглощению ( рис. 3 ), замедлению установления теплового равновесия (в критической точке оно устанавливается часами), изменению характера броуновского движения,аномалиям вязкости, теплопроводностии др. К. я. в чистом веществе.

  Аналогичные явления наблюдаются в окрестности критических точек двойных (бинарных) смесей; здесь они обусловлены развитием флуктуаций концентрации одного из компонентов в другом. Так, в критической точке расслоения жидких металлов (например, в системах Li-Na, Ge-Hg) наблюдается критическое рассеяние рентгеновских лучей ( рис. 4 ). В окрестности точек Кюри ферромагнетиков и сегнетоэлектриков, где растут флуктуации намагниченности и диэлектрической поляризации, имеются резкие аномалии в рассеянии и поляризации проходящих пучков нейтронов ( рис. 5 ), в распространении звука и высокочастотного электромагнитного поля. При упорядочении сплавов (например, гидридов металлов) и установлении ориентационного дальнего порядка в молекулярных кристаллах (например, в твёрдом метане, четырёххлористом углероде, галогенидах аммония) также наблюдаются типичные К. я., связанные с ростом флуктуаций соответствующей физической величины (упорядоченности расположения атомов сплава или средней ориентации молекул по кристаллу) в окрестности точки фазового перехода.

  Внутреннее сходство К. я. при фазовых переходах в объектах очень разной природы позволяет рассматривать их с единой точки зрения. Установлено, например, что у всех объектов существует одинаковая температурная зависимость ряда физических величин вблизи точек фазовых переходов II рода. Для получения такой зависимости физические величины выражают в виде степенной функции от приведённой температуры t=(T- Тк) /T,:(здесь Тк- критическая температура ) или др. приведённых величин (см. Приведённое уравнение состояния ) .Например, сжимаемость газа ( дV/др) _Т,восприимчивость ферромагнетика ( дМ/дН) _р, _Тили сегнетоэлектрика ( дD/дЕ) _р, _Ти аналогичная величина ( дх/дm) _р, _Тдля смесей с критической точкой равновесия жидкость - жидкость или жидкость - пар одинаково зависят от температуры вблизи критической точки и могут быть выражены однотипной формулой:

В (1)

В  Здесь V, СЂ, Рў -объём, давление Рё температура, РњРё D- намагниченность Рё поляризация вещества, РќРё Р•- напряжённость магнитного Рё электрических полей, m- химический потенциал компонента смеси, имеющего концентрацию С….Критический индекс g,возможно, имеет одинаковые или близкие значения для всех систем. Эксперименты дают значения g,лежащие между 1 Рё ⁴/ ₃ ,однако погрешности РІ определении участо оказываются того же РїРѕСЂСЏРґРєР°, что Рё различие результатов экспериментов. Аналогичная зависимость теплоёмкости СЃРѕС‚ температуры для всех перечисленных систем имеет РІРёРґ:

c _v, СЃ _РЅ, c _E, c _p, _x,...~ t ^{- a}. (2)

В  Значения a лежат между нулём Рё ~ 0,2, РІ СЂСЏРґРµ экспериментов a оказалось близким Рє ¹/ ₈ .Для теплоёмкости гелия РІ точке перехода РІ сверхтекучее состояние (РІ l-точке) формула (2) видоизменяется: РЎ _СЂ~ Int.

  Подобным же образом (в виде степенного выражения) в окрестности критических точек может быть выражена зависимость удельного объёма газа от давления, магнитного или электрического момента системы от напряжённости поля, концентрации смеси от химического потенциала компонентов. При постоянной температуре, равной Тк,они могут быть записаны следующим образом:

, M~ H ^{1/ d} ,

.(3)

  Экспериментальные значения d лежат между 4 и 5.

В  Одинаково зависят РѕС‚ приведённой температуры также: разность удельных объёмов жидкости ( V _Р¶) Рё пара ( V _Рї), находящихся РІ равновесии ниже критической точки; магнитный или электрический момент вещества РІ ферромагнитном или сегнетоэлектрическом состоянии РІ отсутствие внешнего поля; разность концентраций РґРІСѓС… фаз ( x ₁Рё x ₂) расслаивающейся смеси; корень квадратный РёР· плотности r _s сверхтекучей компоненты РІ гелии II (СЃРј. Сверхтекучесть ) :

Рњ, D, x ₂-x ₁@ x ₁-x ₂, В ~t ^b (4)

В  Найденные значения b близки Рє РѕРґРЅРѕР№ трети (РѕС‚ ⁵/ ₁₆РґРѕ ³/ ₈). Константы a ,b, g ,d Рё РґСЂ., характеризующие поведение физических величин вблизи точек перехода II СЂРѕРґР°, называются критическими индексами.

  В некоторых объектах, например в обычных сверхпроводниках и многих сегнетоэлектриках, почти во всём диапазоне температур вблизи критической точки К. я. не обнаруживаются. С др. стороны, свойства обычных жидкостей в значительном диапазоне температур в окрестности критической точки или свойства гелия вблизи l-точки почти целиком определяются К. я. Это связано с характером действия межмолекулярных сил. Если эти силы достаточно быстро убывают с расстоянием, то в веществе значительную роль играют флуктуации и К. я. возникают задолго до подхода к критической точке. Если же, напротив, межмолекулярные силы имеют сравнительно дальний радиус действия, как, например, кулоновское и диполь-дипольное взаимодействие в сегнетоэлектриках, то установившееся в веществе среднее силовое поле почти не будет искажаться флуктуациями и К. я. могут обнаружиться лишь предельно близко к точке Кюри.