关于气体的临界温度及状态

氢气超临界温度和压力
氢气是一种轻质、高能量的气体，被广泛应用于制氢和燃料电池
等领域。

而氢气的超临界温度和压力则是氢气在高温高压条件下的一
种特殊状态，具有独特的物理特性和应用价值。

下面，我们将分步骤
阐述这种状态的相关知识。

1. 定义：超临界状态是指物质在超过临界温度和临界压力的条
件下，处于介于气态和液态之间的状态，具有直接可控的密度和介于
液体和气体之间的扩散性。

2. 物理特性：氢气在超临界状态下，具有较高的气相密度和介
于液态和气态之间的可压缩性，同时也具有较高的热传导性和扩散性。

这些特性使得氢气在超临界状态下的应用领域非常广泛。

3. 应用领域：氢气在超临界状态下，可以用于制氢、氢化反应、高速柴油机燃料等领域。

在制氢方面，超临界水煤气化技术可以高效、节能地将含碳化合物转化为氢气，在化学反应中也可以改变氢气的活
性和选择性，提高反应效率。

4. 技术难点：氢气超临界温度和压力的实现需要高强度、高温
高压设备的支持，同时还需要准确掌握氢气在高温高压条件下的物理
和化学特性。

此外，超临界条件下的氢气往往具有较高的危险性，需
要严格的安全措施和操作规范。

5. 研究进展：目前，国内外已有不少研究机构和企业在氢气超
临界技术方面取得了许多进展，例如中国科学技术大学开发的超临界
水煤气化技术、英国应用科学研究所研制的超临界合成氢化物技术等。

总之，氢气超临界温度和压力的研究和应用是现代化学与材料科
学的重要方向之一，对于氢气的高效转化和应用具有重要的意义。

未来，随着技术的不断发展和完善，相信这一领域将迎来新的突破和进展。

水蒸气的临界压力和温度水蒸气的临界压力和温度，这可真是个有意思的话题！说到水蒸气，大家肯定会想到热腾腾的茶水，或者是洗澡时的蒸汽。

这种无色无味的气体，其实在科学界可有个响亮的名号呢。

它不仅是我们日常生活中的一部分，还在许多自然现象中扮演了重要角色，比如云彩的形成、雨水的降落，甚至影响着我们的天气。

想象一下，没了水蒸气，我们的生活可就得大打折扣了，想喝杯热茶都得费点劲。

讲到临界压力和温度，很多人可能会有些头大。

别担心，我来给你解释得简单明了。

临界温度呢，就是水蒸气变成液体的最高温度，超过这个温度，再怎么压也变不了水。

想象一下，你把水加热到一百度，再加点压力，它就变成了蒸汽，可是一旦超过临界温度，水蒸气就变得非常难以压缩，甚至变得和气体一样，没办法再让它变成水了。

这就像你在超市看到的那些气泡水，喝着喝着突然没气了，难道是你喝多了？其实不是，它在那种环境下，气泡就没法再被保持住。

接下来说说临界压力。

这个嘛，简单来说，就是达到那个临界温度下，水蒸气能够存在的最高压力。

就像你用力捏气球，捏到一定程度，气球就会爆掉。

水蒸气也有它的“脾气”，一旦压力过高，它就会选择不听话，继续保持气态，任凭你怎么努力。

你要知道，这临界压力可不是随便就能达到的，水蒸气在这个临界状态下可是非常敏感的，轻轻一碰，就可能出问题。

再说说这个临界温度和压力的数值。

水的临界温度大约是374度摄氏，也就是说，水在这个温度下，即使你再加点儿压力，它也不会轻易变成液体。

而临界压力呢，差不多是22.1兆帕，嘿，这可比我们日常生活中的大气压要高得多。

想象一下，你在深海潜水，压力越来越大，那种感觉大概就和水蒸气的临界状态差不多。

不过，咱们平常在家里可用不着这么大的压力，随便一壶水就能让你体会到蒸汽的魅力了。

哎呀，说了这么多，咱们不妨聊聊水蒸气在生活中的神奇之处。

你有没有想过，洗澡的时候，那些蒸汽不仅让你觉得温暖，还能让你皮肤滋润？这就是水蒸气的魔力！而在一些地方，水蒸气还是个绝佳的清洁小能手。

空气的临界压力和临界温度1. 引言空气是地球大气中最常见的气体组合，由氮气、氧气、水蒸气和其他少量气体组成。

在特定的条件下，空气会经历一种称为临界状态的特殊状态，此时空气的压力和温度达到临界压力和临界温度。

本文将介绍空气的临界压力和临界温度的概念、特性和应用，并探讨其与物质相态转变的关系。

2. 临界压力和临界温度的定义2.1 临界压力临界压力是指在特定温度下，物质由气态转变为液态时所需要的最低压力。

对于空气来说，临界压力是指空气由气态转变为液态时所需要的最低压力。

2.2 临界温度临界温度是指在特定压力下，物质由气态转变为液态时所需要的最低温度。

对于空气来说，临界温度是指空气由气态转变为液态时所需要的最低温度。

3. 空气的临界压力和临界温度的特性3.1 临界点当空气的压力和温度同时达到临界压力和临界温度时，空气处于临界点。

在临界点，气体和液体之间的界限消失，无法区分出气态和液态。

3.2 临界状态下的物性在临界点附近，空气的物性表现出一些特殊的特性，如密度、粘度和热导率等。

这些特性的变化将对空气的流动、传热和传质等过程产生重要影响。

3.3 临界压力和临界温度的变化规律临界压力和临界温度是物质的固有特性，它们与物质的分子结构和相互作用有关。

不同物质的临界压力和临界温度存在一定的差异，但都可以通过实验测定得到。

4. 空气的临界压力和临界温度的应用4.1 超临界流体技术超临界流体技术是利用物质在超临界状态下的特性进行研究和应用的一种新兴技术。

空气的临界压力和临界温度是超临界流体技术的重要参数之一，可以用于超临界流体的制备、分离和催化等方面。

4.2 空气动力学研究空气的临界压力和临界温度对于空气动力学研究也具有重要意义。

在超临界条件下，空气的流动行为和传热特性将发生显著变化，对于飞行器设计和空气动力学性能的提升具有重要影响。

4.3 超临界干燥技术超临界干燥技术是一种利用空气超临界状态下的特性进行湿物质的干燥的技术。

气体知识常识比容比容是单位重量物质所占有的容积，用符号V表示，气体比容单位用m³/kg,液态比容7/kg表示。

临界温度和临界压力临界温度和临界压力：因为任何气体在一点温度和压力下都可以液化，温度越高，液化所需要的压力也越高，但是当温度超过某一数值时，即使在增加多大的压力也不能液化，这个温度叫临界温度，在这一温度下最低的压力就叫做临界压力，例如：水的临界温度为374.15℃，临界压力为225.65kgf/cm²,氨的临界温度为132.4℃，临界压力为115.2kgf/cm²。

汽化和凝结汽化是指物质由液态变成气体的过程，其包括蒸发和沸腾。

凝结是汽化的逆过程，也即由气体变成液体的过程。

汽化器就是利用汽化原理而设计的，冷凝器是利用冷凝原理设计的。

压力包围在地球表面一层很厚的大气层对地球表面或表面物体所造成的压力称为“大气压”,符号为B；直接作用于容器或物体表面的压力，称为“绝对压力”，绝对压力值以绝对真空作为起点，符号为PABS。

用压力表、真空表、U型管等仪器测出的压力叫“表压力”（又叫相对压力），“表压力”以大气压力为起点，符号为Pg。

三者之间的关系是：PABS==B+Pg压力的法定单位是帕（Pa），大一些的单位是兆帕（Mpa）1Mpa=106,1标准大气压=0.1013Mpa在旧的单位制中，压力用kgf/cm²(公斤/平方厘米)作单位，1kgf/cm²=0.098Mpa。

温度温度是物质分子热运动的统计平均值。

绝对温度：以气体分子停止运动时的最低极限温度为起点的温度，记为T。

单位为“开（开尔文）”，符号为K。

摄氏温度：以冰的溶点为起点的温度，单位为“摄氏度”，符号为℃。

此外英国科学家还经常用“华氏温度”，符号为º F。

温度单位之间的换算关系是：T（K）=t（℃）+273.16 t（º F）=1.8t（℃）+32露点露点是指气体中的水份从未饱和水蒸气变成饱和水蒸气的温度，当未饱和水蒸气变成饱和水蒸气时，有极细的露珠出现，出现露珠时的温度叫做“露点”，它表示气体中的含水量，露点越低，表示气体中的含水量约少，气体越干躁。

一、瓶装气体分类瓶装气体：以压缩、液化、溶解、吸附形式装瓶贮运的气体答：分类原则：根据压缩气体在气瓶内的物理状态和临界温度进行分类；按其化学性能、燃烧性、毒性、腐蚀性进行分组；按FTSC标示每种气体的基本特性。

分类标准中把瓶装气体分为三大类：永久气体、液化气体（高压液化气体和低压液化气体）、和溶解气体。

1.永久气体：临界温度小于-10℃的气体。

如：空气（-140.7℃）、氧气（-118.6℃）、氢气、甲烷（-82.6℃）、一氧化碳。

2.液化气体：临界温度等于或大于-10℃的气体，高压液化气体：-10℃大于等于t℃小于等于70℃：如二氧化碳、乙烷、乙烯低压液化气体：临界温度大于70℃的气体：如丙烷、环丙烷、液化石油气3.溶解气体：在压力下溶解于瓶内溶剂中的气体，目前我国只有一种就是溶解乙炔，乙炔瓶内填充有硅酸钙质的多孔物4.吸附气体：吸附于气瓶内吸附剂中的气体。

以固体形态代替压缩和液化形态贮运的气体目前只有氢气。

二、（液化石油）气瓶充装过程中的检查1.充装人员不得穿戴易产生静电火花的化纤质地的服装；严禁穿带铁掌的工作鞋，应触摸静电接地棒，导除身上静电2.检查充装衡器的静电接地是否良好；充装建的可燃气体的浓度是否在1%以下；是否采用不发火地面3.检查充装卡具、胶管、空气软管是否良好4.注意与压缩机、泵房的操作负责人进行联系密切配合、协调工作5.切记勿工具碰击和人为可产生火花的作业，以免产生火源引发事故6.充装过程中出现如下情况之一者，应该立即停止充装，并弄清楚原因钢瓶瓶体泄露、钢瓶充装时变形、钢瓶瓶口与角阀连接处泄露、充装间的贮存容器、管道阀门，发生严重的跑、冒、滴、漏一时难以修堵的、因操作原因出现错称造成超转的、出现局部着火燃烧，按照充装单位制定的灭火方案进行三、（液化石油）气体过量充装的危险性若过量充装，气瓶内的气相容积不够甚至消失，气瓶达到满液，这时如果温度升高，致使液体无法膨胀，瓶内压力就会骤然增高，超过液化气体正常温度下的饱和蒸气压，直至气瓶爆破。

临界温度和临界压力因为任何气体在一点温度和压力下都可以液化，温度越高，液化所需要的压力也越高，但是当温度超过某一数值时，即使在增加多大的压力也不能液化，这个温度叫临界温度，在这一温度下最低的压力就叫做临界压力，例如：水的临界温度为374.15℃，临界压力为225.65kgf/cm2;,氨的临界温度为132.4℃，临界压力为115.2kgf/cm2;。

通常我们所见到的物质常以三种形态存在，即固体、液体和气体。

形态是物质的一种属性，不同物质的形态有所不同，如铁是固体，水是液体，空气是气体等。

一种物质所具有的形态与其所存在的客观条件有关，并非永恒不变。

例如，在一般情况下二氧化碳是气体，但在一定的低温和一定压力下也可以是液体或固体（俗称干冰）。

其它物质的形态也同样随着外界条件的变化而改变。

气体变成液体的过程叫做气体的液化。

对气体能否变成液体的问题是有个认识过程的。

早在19世纪以前，曾认为气体本质上就是气体，不能使之改变。

只是在19世纪20年代，人们才成功地用加大压力的办法做氨气、氯气、二氧化碳及其它一些气体变成液体。

但是还有许多其它气体（如组成空气的主要成分——氮气和氧气），虽然作了很大努力，也不能使之液化。

因此，人们曾错误地认为当时还不能液化的这些气体是“永久气体”，这种形而上学的观点，阻碍了人们进一步研究如何使空气液化的工作。

随着科学的不断发展，人们逐渐认识到：组成物质的分子间都存在相互吸引和相互排斥的两种作用力，当分子间相互排斥力＞分子间相互吸引力时，物质的气体；当分子间的相互吸引力＞分子间的相互排斥力或至少等于排斥力的时候，气体才有可能转变为液体。

分子间的相互吸引作用，实际上可以认为不依赖于温度；相反，由分子的相互撞击而引起互相排斥作用则强烈地依赖于温度，所以只有当气体的温度降低到一定程度时，才有可能使分子间的吸引作用≥分子间的排斥作用。

即才有可能使气体变为液体。

这种使分子间的吸引作用等于分子间的排斥作用时，所许可存在的最高温度叫做该气体的临界温度。

甲烷临界温度和压力
甲烷是一种广泛应用于工业和生活中的天然气，但其在储存和运输过程中可能会发生爆炸事故。

因此，了解甲烷的临界温度和压力是非常重要的。

甲烷的临界温度是-82.3°C，临界压力是46.04bar。

当甲烷的温度和压力超过这些值时，它将变成超临界流体，这种状态下甲烷的密度和粘度将急剧下降，同时具有液体和气体的特性。

超临界甲烷在储存和运输过程中具有更高的能量密度，因此可以减少储存和运输的成本。

超临界甲烷还可以用于制备高品质的石墨烯和其他纳米材料。

然而，超临界甲烷也存在一些风险。

在高温和高压下，甲烷会变得非常不稳定，一旦发生泄漏或意外情况，可能会引发爆炸或火灾。

因此，在使用超临界甲烷时，必须采取严格的安全措施，以确保人员和设备的安全。

了解甲烷的临界温度和压力对于安全储存和运输甲烷以及制备高品质材料都非常重要。

在使用超临界甲烷时，必须注意安全措施，以避免潜在的风险。

临界温度和临界压力因为任何气体在一点温度和压力下都可以液化，温度越高，液化所需要的压力也越高，但是当温度超过某一数值时，即使在增加多大的压力也不能液化，这个温度叫临界温度，在这一温度下最低的压力就叫做临界压力，例如：水的临界温度为374.15℃，临界压力为225.65kgf/cm2;,氨的临界温度为132.4℃，临界压力为115.2kgf/cm2;。

通常我们所见到的物质常以三种形态存在，即固体、液体和气体。

形态是物质的一种属性，不同物质的形态有所不同，如铁是固体，水是液体，空气是气体等。

一种物质所具有的形态与其所存在的客观条件有关，并非永恒不变。

例如，在一般情况下二氧化碳是气体，但在一定的低温和一定压力下也可以是液体或固体（俗称干冰）。

其它物质的形态也同样随着外界条件的变化而改变。

气体变成液体的过程叫做气体的液化。

对气体能否变成液体的问题是有个认识过程的。

早在19世纪以前，曾认为气体本质上就是气体，不能使之改变。

只是在19世纪20年代，人们才成功地用加大压力的办法做氨气、氯气、二氧化碳及其它一些气体变成液体。

但是还有许多其它气体（如组成空气的主要成分——氮气和氧气），虽然作了很大努力，也不能使之液化。

因此，人们曾错误地认为当时还不能液化的这些气体是“永久气体”，这种形而上学的观点，阻碍了人们进一步研究如何使空气液化的工作。

随着科学的不断发展，人们逐渐认识到：组成物质的分子间都存在相互吸引和相互排斥的两种作用力，当分子间相互排斥力＞分子间相互吸引力时，物质的气体；当分子间的相互吸引力＞分子间的相互排斥力或至少等于排斥力的时候，气体才有可能转变为液体。

分子间的相互吸引作用，实际上可以认为不依赖于温度；相反，由分子的相互撞击而引起互相排斥作用则强烈地依赖于温度，所以只有当气体的温度降低到一定程度时，才有可能使分子间的吸引作用≥分子间的排斥作用。

即才有可能使气体变为液体。

这种使分子间的吸引作用等于分子间的排斥作用时，所许可存在的最高温度叫做该气体的临界温度。

气体分类国务院颁发的《危险化学品安全管理条例》将压缩气体、液化气体纳入危险化学品范围；而在国家标准GB16163-1996《瓶装压缩气体分类》中，气体又可分为：永久气体、液化气体、溶解气体等。

以上两种对气体分类的不同描述，看似不同，但实际上对具体气体而言，则是一致的。

《危险化学品安全管理条例》所指的压缩气体就是除液化气体以外的永久气体和溶解气体等。

本教材所涉及的气体品种，主要是根据GB16163-1996《瓶装压缩气体分类》进行分类。

一、按气体在瓶内的物理状态和临界温度进行分类（一）永久气体临界温度小于- 10℃的气体为永久气体。

永久气体在气瓶内的状态为单一气相，又因在常温下，该类气体不可能被液化，所以称之为永久气体。

（二）液化气体临界温度大于或等于- 10℃的气体为液化气体。

液化气体又可分为是高压液化气体和低压液化气体。

1．高压液化气体临界温度大于或等于- 10℃且小于或等70℃的气体为高压液化气体。

气体在气瓶内的状态会随着环境温度的变化而变化，如温度低于或等于临界温度时，瓶内气体状态为气液两相共存状态；如温度高于临界温度时，瓶内气体为气相状态。

2．低压液化气体临界温度大于70℃的气体为低压液化气体。

气体在气瓶内位气液两相共存状态，并以液态为主要特征。

液体密度随环境温度的变化而变化，其瓶内压力为液面上的饱和蒸气压力。

‘为何以70℃来划分高压液化气体和低压液化气体？这主要是为了保证低压液化气'在60℃时气瓶应具备的安全空间，即不允许在60℃时出现“满液”（无气相空间）状态。

而之所以认定60℃为最高温度，这主要是根据我国地理位置、环境温度等综合因素来确定的。

（三）溶解气体在一定的压力下，溶解于气瓶内溶剂中的气体。

乙炔气在常温下加压极易液化。

但由于加压乙炔气的热力学性质很不稳定，只要稍给能量（如震动、碰撞等）就会很容易发生聚合和分解反应，并导致气体爆炸。

为此，人们经过大量实验，发现使大量的乙炔气体（作为溶质）溶解于丙酮（作为溶剂）之中井．能使溶解于丙酮中的乙炔气体均匀分散在多孔物质之中，这样可以有效避免发生乙炔气体的积聚（避免聚合和分解反应），从而达到安全充装、储存、运输、使用等目的。