在通常情况下,液体与气体全然不一样。液体具有固定的体积;你可以在一个容器中注入一半的液体。但是,气体却没有固定的体积,它总是会充满整个容器。
液体能够溶解固体和其他液体,但气体却不能。液体的密度远比气体大,液态水的密度约是气态水(水蒸气)的1250倍。通过加热,你可以把液体变为气体。当你把水不断加热,最终会使它达到沸点,并且化为蒸气蒸发掉。在海平面的正常条件下,水的沸点是100℃。
不过,如果你想不让水在100℃沸腾的话,你必须对它加压,目的是压住水分子——姑且这么说吧!当温度继续上升时,为了使水不沸腾,你必须施加越来越大的压力。最后,当温度足够高时,再高的压力也不能阻止它沸腾了。
无论压力多大,只要达到某个温度以上,液体就会沸腾,这个温度被称作“临界温度”。水的临界温度是374.2℃。当在临界温度时,恰好还能使水保持液态的那个压力,被称作水的“临界压力”。它大 约是标准大气压的218.3倍。
当温度与压力高于上述数值时,就能得到“超临界水”。与水蒸气相似,它没有固定体积并能充满任何容器。然而,它的密度远比水蒸气高,事实上是液态水密度的三分之一。而它最令人惊奇的性质是,它能像液态水一样溶解物质。
每一种液体都有它自己的临界温度和压力,其中有比水高的,也有比水低的。例如,二氧化碳的临界温度是31℃,临界压力是72.85标准大气压。氢的临界温度是-204℃,临界压力是12.8标准大气压。
当然,在地球表面的普通情况下,自然界中不可能存在超临界液体。但是,超临界液体会在行星中心存在,那里的温度与压力已经足够高。例如,巨行星木星的内层是由大量超临界氢所组成的,其温度高达几万摄氏度。在实验室中,科学家已经能够产生足够高的温度和压力,以至形成超临界液体,通过由一种透明的、坚硬的合成物所制造的一个半英寸厚的窗口,你甚至可以观察到物质在超临界液体中溶解的现象。
有些物质比另一些物质更加容易在超临界液体中溶解,这跟普通液体是类似的。因而,可以利用超临界液体把一种复杂混合物中的某部分物质提炼出来,而把其余的物质留下。
不过,如果超临界液体太热,它所溶解的物质的分子就会遭到破坏,甚至留下的物质的分子也会被破坏。超临界水肯定太热,不能用它提取物质而又不破坏那些物质,特别是那些“有机物”,它们的分子巨大并且很不牢固。这样说来,为什么不用超临界二氧化碳呢?它的临界温度低得多,而且达到超临界 状态所需的压力也比较小。
在德国,超临界二氧化碳已被用来从咖啡豆中提取咖啡因。这时,超临界二氧化碳刚巧只能把咖啡因提取出来,其余物质原封不动。普通的液体溶剂会把其他物质成分连同咖啡因一起提炼出来。此外,还可能会留下微量的普通溶剂,长期使用也许是有害的。然而,当把超临界二氧化碳(里面溶有咖啡因)去掉后,不再留下任何东西。最后,当把压力解除后,任何留下的超临界液体都会转化为气体消失掉。这样制成的脱去咖啡因的咖啡就会保持原味。
可以预计,超临界液体可被用来完成其他提炼过程,而且高效无害。或许可以把土豆片中的油提炼出来,留下低热量的土豆,并且不损害它的味道。鱼的腥味可能是由鱼油引起的,也可以把这种油去掉,而不改变它的营养成分。超临界液体还可望用于药品提纯,以及应用于对蛋白质、核酸和其他复杂分子的研究工作。 水的临界参数和三相点参数 当水的温度超过一定数值tc时,液相不可能存在,而只能是气相。tc称为临界温度,与之对应的饱和压力pc称为临界压力。临界温度是最高饱和温度,临界压力是最高饱和压力。
匿名回答于2021-06-06 22:08:37
例如,水蒸汽的临界温度为374℃,远比常温度要高,因此,平常水蒸汽极易冷却成水。
匿名回答于2021-09-13 00:29:48
中文名
临界温度
外文名
Critical temperature
含义
液体能维持液相的最高温度
特点
临界温度越低,越难液化
所属学科
物理学
匿名回答于2021-11-13 05:40:36
使物质因气体变为液态的最高温度为临界温度。
每种物质在自然界存在的形态是不同的,例如水是液态,氧气是汽态,食盐是固态的。
水在自然界以液态存在,沸点为攝氏100度,当水达到100度时就由液态变为汽态了。但在100度的时给其加大压力水迈是液态,水的临界温度为攝氏374度,当水蒸汽的温度达到374度时再加大多大的压力也不能使其液化了。
匿名回答于2022-07-17 17:01:21