høytrykksfysikk

Høytrykksfysikk, den delen av fysikken som omhandler væskers og faste stoffers egenskaper når de utsettes for ekstremt høyt trykk. Høytrykksområdet regnes fra ca. 1000 atmosfærers trykk og oppover. På materiale med en masse på ca. 10–6 g har man oppnådd varig trykk på 106 atm. Ved hjelp av sjokkbølger har man oppnådd kortvarige trykk på ca. 107 atm.

Virkninger av høyt trykk

Væsker

For væsker er den mest markante virkningen at deres viskositet får en betydelig økning. Når trykket øker med 10 000 atm, kan viskositeten bli en million ganger større. Temperaturen der væsken fryser til fast form, frysepunktet, påvirkes også svært mye av trykket. For stoffer der den faste formen har større densitet enn væsken, stiger frysepunktet med trykket. For stoffer slik som vann og is, der den faste formen har mindre densitet enn væsken (is flyter på vann), synker frysepunktet med trykket. Når trykket over vann økes fra én atm til ca. 2000 atm, synker vannets frysepunkt til ca. –20 °C. Når trykket er over 2000 atm, krystalliserer vannet til en ny, fast form som har større densitet enn vannet. Ved 45 000 atm trykk er vannets frysepunkt 190 °C.

Faste stoffer

Faste stoffer er mindre kompressible enn væsker, dvs. deres volum reduseres ikke så mye med økende trykk som for væsker. Når trykket over en væske økes fra én atm til ca. 50 000 atm, reduseres volumet med ca. 20–50 %. Når trykket over f.eks. fast form av natrium økes til 200 000 atm, halveres volumet, og volumet til diamant som utsettes for det samme trykket, minsker bare med noen få prosent.

Mange faste stoffer opptrer i flere ulike faser, dvs. med ulike arrangementer av atomene og molekylene, etter hvert som trykket økes. Andre endringer kan også finne sted ved stor trykkøkning. F.eks. vil ferromagnetisk jern gå over til å bli paramagnetisk når trykket økes til litt over 100 000 atm, og mange halvledere går over til en metallisk fase med en konduktans (elektrisk ledningsevne) som er mer enn en million ganger større enn den stoffet har i sin ordinære fase som halvleder. Se også høytrykksfenomener.

Apparatur

Den enkleste type apparat for å oppnå høytrykk er en sylinder med et stempel som presser på det stoffet som skal undersøkes. Ved å benytte et arrangement der dette stoffet plasseres i et hull i en metallplate, hvor to diamanter presses mot hverandre, har man oppnådd trykk på en million atm.

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg