我們常在有關(guān)書(shū)籍和報(bào)刊中看到:蒸汽、汽輪機(jī)、汽化……這些詞中的“汽”有水旁;而氣球、氧氣、空氣這些詞中的“氣”沒(méi)有水旁。這是為什么,要說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題,還須從物質(zhì)的臨界溫度談起。
要使物質(zhì)由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)可以用加大壓強(qiáng)和降低溫度的方法。但這種方法能否使所有的氣體液化呢,早在19世紀(jì)中葉,包括法拉第在內(nèi)的許多科學(xué)家在這方面做了大量的研究工作,二氧化碳、氯化氫等氣體相繼在他們的實(shí)驗(yàn)室里變成液體。但是氧氣、氮?dú)?、氫氣等一直不能被液化。于是,人們不得不把這些“頑固派”稱(chēng)為“永久氣體”。
1869年,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一個(gè)有趣而且有很高科學(xué)價(jià)值的現(xiàn)象:要想加壓使二氧化碳液化,必須使它的溫度等于或低于31.1℃;高于31.1℃時(shí),壓強(qiáng)無(wú)論怎樣加大,也不能使它液化。實(shí)驗(yàn)表明,氯化氫、氨氣等氣體也有自己的“特殊溫度”,只不過(guò)氯化氫是51.5℃,氨氣是132℃罷了。這時(shí),科學(xué)家明白了所謂“永久氣體”氧氣、氮?dú)獾纫灿凶约旱摹疤厥鉁囟取?,只有將它們的溫度降低到這個(gè)“特殊溫度”,加大壓強(qiáng)時(shí)才能使它們液化。但是這些氣體的“特殊溫度”很低,當(dāng)時(shí)還達(dá)不到這樣低的溫度,所以無(wú)法使它們液化。隨著低溫技術(shù)的不斷提高,“頑固派”也一個(gè)個(gè)被液化了。1908年,氦氣最后也被化了。每種物質(zhì)的“特殊溫度”叫做這種物質(zhì)的臨界溫度。下表列出了一些物質(zhì)的臨界溫度:
物 質(zhì)
臨界溫度(℃)
物 質(zhì)
臨界溫度(℃)
氦
-267.9
氯化氫
51.5
氫
-240
氨
132
氮
-147
氯
144
氧
-118.8
乙醚
194
甲烷
-83
乙醇
243
二氧化碳
31
水
374
通常把在臨界溫度以上的氣態(tài)物質(zhì)寫(xiě)作“氣”,對(duì)“氣”壓縮時(shí),它不可能被液化;而把臨界溫度以下的氣態(tài)物質(zhì)寫(xiě)作“汽”,對(duì)“汽”加壓有可能被液化。同一物質(zhì)的“氣”和“汽”在分子組成上沒(méi)有什么不同,因此氣和汽并沒(méi)有嚴(yán)格的區(qū)別。出于習(xí)慣,人們常把室溫下處于液態(tài)的物質(zhì)如水、酒精、汽油等的汽化物寫(xiě)作“汽”。
要使物質(zhì)由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)可以用加大壓強(qiáng)和降低溫度的方法。但這種方法能否使所有的氣體液化呢,早在19世紀(jì)中葉,包括法拉第在內(nèi)的許多科學(xué)家在這方面做了大量的研究工作,二氧化碳、氯化氫等氣體相繼在他們的實(shí)驗(yàn)室里變成液體。但是氧氣、氮?dú)?、氫氣等一直不能被液化。于是,人們不得不把這些“頑固派”稱(chēng)為“永久氣體”。
1869年,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一個(gè)有趣而且有很高科學(xué)價(jià)值的現(xiàn)象:要想加壓使二氧化碳液化,必須使它的溫度等于或低于31.1℃;高于31.1℃時(shí),壓強(qiáng)無(wú)論怎樣加大,也不能使它液化。實(shí)驗(yàn)表明,氯化氫、氨氣等氣體也有自己的“特殊溫度”,只不過(guò)氯化氫是51.5℃,氨氣是132℃罷了。這時(shí),科學(xué)家明白了所謂“永久氣體”氧氣、氮?dú)獾纫灿凶约旱摹疤厥鉁囟取?,只有將它們的溫度降低到這個(gè)“特殊溫度”,加大壓強(qiáng)時(shí)才能使它們液化。但是這些氣體的“特殊溫度”很低,當(dāng)時(shí)還達(dá)不到這樣低的溫度,所以無(wú)法使它們液化。隨著低溫技術(shù)的不斷提高,“頑固派”也一個(gè)個(gè)被液化了。1908年,氦氣最后也被化了。每種物質(zhì)的“特殊溫度”叫做這種物質(zhì)的臨界溫度。下表列出了一些物質(zhì)的臨界溫度:
物 質(zhì)
臨界溫度(℃)
物 質(zhì)
臨界溫度(℃)
氦
-267.9
氯化氫
51.5
氫
-240
氨
132
氮
-147
氯
144
氧
-118.8
乙醚
194
甲烷
-83
乙醇
243
二氧化碳
31
水
374
通常把在臨界溫度以上的氣態(tài)物質(zhì)寫(xiě)作“氣”,對(duì)“氣”壓縮時(shí),它不可能被液化;而把臨界溫度以下的氣態(tài)物質(zhì)寫(xiě)作“汽”,對(duì)“汽”加壓有可能被液化。同一物質(zhì)的“氣”和“汽”在分子組成上沒(méi)有什么不同,因此氣和汽并沒(méi)有嚴(yán)格的區(qū)別。出于習(xí)慣,人們常把室溫下處于液態(tài)的物質(zhì)如水、酒精、汽油等的汽化物寫(xiě)作“汽”。