我們曾指出對一種氣體進行壓縮同時降低它的溫度有利于使它從氣態(tài)轉(zhuǎn)變成液態(tài)。在有些情況中,在正常溫度下,僅通過壓縮也可能使氣體液化。不過對每一種物質(zhì)來說都存在著一個溫度,叫做臨界溫度,高于這個臨界溫度時,不管使用多大的壓力也不能使氣體液化。在臨界溫度時使一種氣體液化所需要的壓力叫做臨界壓力。一些常見物質(zhì)的臨界溫度和臨界壓力提供在表11-3中。
一些常見物質(zhì)的臨界溫度和臨界壓力 | ||
臨界溫度(。K) | 臨界壓力(大氣壓) | |
氫 氟 氧 二氧化磺 氨 水 二氧化硫 |
33.24 126.0 154.3 304.2 405.5 647.1 430.3 |
12.8 33.5 49.7 73.0 111.5 217.7 77.7 |
高于一種物質(zhì)的臨界溫度時,氣體分子的平均動能足以克服它們相互間的引力,不管給它們施加多大的壓力分子也不會緊密靠緊在一起而形成液體。如果降低溫度,分子的平均動能將減少。到臨界溫度時和壓力等于或超過臨界壓力的條件下,分子間的引力足夠大(相對于分子平均動能而言)而使氣體液化。壓力有助于分子間力使分子充分地靠近在一起,使液化成為可能。低于臨界溫度時,液化所需的壓力隨溫度的降低而減小,達到正常沸點時只需要一個氣壓的壓力。具有強分子間力力的物質(zhì)如水和氨都有高的臨界溫度;另一方面,分子間引力弱的物質(zhì)如氫和氮則有低的臨界溫度。