
临界温度(Critical Temperature)是热力学与材料科学中的核心概念,指物质在气液相变过程中能够维持气液两相平衡的最高温度值。当温度超过临界温度时,无论施加多大压力,气体都无法通过压缩转化为液体。这一参数在工业气体存储、超导体研发和化工流程设计中具有关键作用。
根据国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)的定义,临界温度对应的物质状态称为临界点,此时物质的液相和气相密度相等,界面消失。例如水的临界温度为374°C,二氧化碳为31°C(参考《CRC化学与物理手册》)。
《牛津英汉双解科技词典》明确标注:
在工程领域,该参数常与临界压力(Critical Pressure)组合使用,构成完整的物质相变特征参数体系(参考《化工热力学基础》教材)。当前研究热点包括通过分子调控提升功能材料的临界温度参数,相关进展可见《自然·材料》期刊最新研究成果。
临界温度是物质在气液两相平衡体系中的关键热力学参数,以下是其详细解释及关联知识:
临界温度(Critical temperature)指物质以液态形式存在的最高温度,即气态物质能被液化的温度上限。超过此温度时,无论施加多大压力,气体都无法液化(如氦的临界温度为-268℃)。
在临界温度(Tₐ)对应的临界压力(Pₐ)下,气液两相性质完全趋同:
通过范德华方程可计算临界参数: $$ left(p + frac{a}{V_m}right)(V_m - b) = RT $$ 其中临界温度公式为: $$ T_c = frac{8a}{27Rb} $$ 式中a反映分子间吸引力,b为分子体积,说明临界温度由物质微观特性决定。
物质 | 临界温度 | 临界压力 |
---|---|---|
水 | 374℃ | 22.06MPa |
二氧化碳 | 31℃ | 7.38MPa |
氧气 | -118℃ | 5.08MPa |
数据来源:
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