En un intento por descubrir una ley de los gases verdaderamente universal que hiciera predicciones satisfactorias a altas presiones, se desarrolló la idea de los estados correspondientes. Los primeros experimentadores observaron que en el punto crítico todas las sustancias están aproximadamente en el mismo estado de dispersión molecular. En consecuencia, se pensó que sus propiedades termodinámicas y físicas deberían ser similares. La ley de los estados correspondientes expresa la idea de que en el estado crítico todas las sustancias se deben comportar de manera similar.
Qué significa estado crítico? Podemos encontrar muchas definiciones, pero lo más apropiada para uso general en sistemas de componentes puros, así como mezclas de gases es el siguiente:
El estado critico para la transición gas-líquido es el conjunto de condiciones físicas en las que la densidad y otras propiedades del líquido y del valor se hacen idénticas.
Para un componente puro (únicamente), este punto es la temperatura más alta en la que el líquido y el vapor pueden existir en equilibrio.
Consulte la figura 4.3, en la que se ilustran los estados del agua. Conforme aumenta la temperatura, la densidad del líquido y la del vapor se aproximan una a la otra hasta que por fin, a 374.14°C, los valores son iguales. En el estado crítico, si observamos un líquido que se mantiene en la temperatura crítica o por encima de ella y expandimos su volumen, no podremos distinguir el momento en que el líquido se convierte en vapor, porque no se formará una interfaz entre las fases: no podrá verse la superficie del líquido. Este fenómeno ocurre a una presión y una temperatura tan altas para el agua que está fuera de nuestra experiencia cotidiana.
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