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液體水的臨界點(diǎn)溫度和壓力
更新時(shí)間：2022-10-24 瀏覽次數(shù)：8533
當(dāng)流體的壓力和溫度達(dá)到一定的高度（臨界點(diǎn)）時(shí)，流體會(huì)處于一種介乎于液態(tài)和氣態(tài)的中間態(tài)，稱為超臨界態(tài)。
最常見的是超臨界二氧化碳，其臨界點(diǎn)溫度和壓力分別為31.06攝氏度，7.38Mpa,水的臨界點(diǎn)溫度和壓力為374攝氏度，22Mpa。
超臨界流體具有許多dute的性質(zhì)，如粘度、密度、擴(kuò)散系數(shù)、溶劑化能力等性質(zhì)隨溫度和壓力變化十分敏感：粘度和擴(kuò)散系數(shù)接近氣體，而密度和溶劑化能力接近液體。
當(dāng)前，超臨界流體技術(shù)已在萃取分離、化學(xué)反應(yīng)工程、微細(xì)顆粒制備、染色、清洗技術(shù)等諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，并成為這些領(lǐng)域發(fā)展的主導(dǎo)之一。
水的三相點(diǎn)是水的固、液、汽三相平衡共存時(shí)的溫度，而臨界點(diǎn)則是水從一種相態(tài)變?yōu)榱硪环N相態(tài)時(shí)的溫度。比如水0℃就結(jié)冰，則0℃就是水從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的臨界點(diǎn)，其它形態(tài)類似。而三相點(diǎn)只有一個(gè)溫度，就是0.01℃，臨界點(diǎn)就有好幾種溫度。
水三相點(diǎn)是水的固、液、汽三相平衡共存時(shí)的溫度(其值為273．16K (0．01℃)。它是在一個(gè)密封的裝有高純度水(水的同位素成分相當(dāng)于海水)的玻璃容器—— 水三相點(diǎn)瓶?jī)?nèi)復(fù)現(xiàn)的。
水三相點(diǎn)瓶是各級(jí)計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)檢定基標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)零位的固定點(diǎn)裝置。因此，水三相點(diǎn)的正確復(fù)現(xiàn)、準(zhǔn)確測(cè)量是1990年國(guó)際溫標(biāo)(ITs一90)實(shí)施的關(guān)鍵。
1927年國(guó)際度量衡委員會(huì)選定水的冰點(diǎn)為熱力學(xué)溫標(biāo)的基準(zhǔn)點(diǎn)，定為273.15K。但是水的冰點(diǎn)是在1大氣壓下被空氣飽和的水的液—固平衡的溫度。它受外界大氣壓或進(jìn)行測(cè)量的地理位置影響，并且與水被空氣飽和的狀況有關(guān)。因此科學(xué)界對(duì)它的重視性和精度提出過(guò)懷疑。當(dāng)時(shí)物理化學(xué)界企圖并已開始測(cè)定水的三相點(diǎn)，即水在其飽和蒸氣壓力下氣—液—固三相成平衡的溫度，以代替冰點(diǎn)作為熱力學(xué)溫標(biāo)的基準(zhǔn)點(diǎn)。1934年黃子卿再度赴美國(guó)，在麻省理工學(xué)院隨熱力學(xué)名家比泰（j.***.be***ttie）做熱力學(xué)溫標(biāo)的實(shí)驗(yàn)研究，重新測(cè)定水的三相點(diǎn)。
因?yàn)楫?dāng)時(shí)水的冰點(diǎn)被認(rèn)為是熱力學(xué)溫標(biāo)的定點(diǎn)，所以測(cè)定水的三相點(diǎn)就需要測(cè)量水的三相點(diǎn)室與冰室溫度之差。為此需要得到精確的水的冰室的固液平衡溫度。黃子卿仔細(xì)計(jì)算大氣壓力及水液面高度產(chǎn)生的附加壓力對(duì)冰室平衡溫度的影響；測(cè)量水樣的電導(dǎo)，折算為鹽濃度，按稀溶液的依數(shù)性，估算雜質(zhì)造成的水的凝固點(diǎn)的降低；在嚴(yán)格固定條件下，以空氣飽和水樣。這樣，達(dá)到冰室溫度的精度為0.5×10-4℃。黃子卿嚴(yán)格處理水的三相點(diǎn)室。精選三相點(diǎn)室材料并嚴(yán)格清洗；水樣嚴(yán)格純化去CO2；測(cè)量三相點(diǎn)室水樣的電導(dǎo)估算雜質(zhì)對(duì)平衡溫度的影響；并且對(duì)水面高度產(chǎn)生的附加壓力的影響加以校正。他采用當(dāng)時(shí)能達(dá)到的精確測(cè)溫手段，并對(duì)體系采取嚴(yán)格的隔熱防輻射措施。由此黃子卿得到水的三相點(diǎn)為0.00980±0.00005℃。這一結(jié)果被美國(guó)華盛頓哲學(xué)會(huì)主席斯蒂姆遜（H·F·Stimson）推崇為水的三相點(diǎn)的可靠數(shù)據(jù)之一，成為1948年國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)（IPTS-1948）選擇基準(zhǔn)點(diǎn)——水的三相點(diǎn)的參照數(shù)據(jù)之一。