[科普中国]-临界温度

定义

1.液体能维持液相的最高温度叫临界温度。

2.物质处于临界状态时的温度。

3.物质以液态形式出现的最高温度。

4.高于临界温度，无论加多大压力都不能使气体液化。在临界温度时，使气体液化所必须的最低压力叫临界压力。

5.临界温度越低，越难液化。

说明每种物质都有一个特定的温度，在这个温度以上，无论怎样增大压强，气态物质不会液化，这个温度就是临界温度。因此要使物质液化，首先要设法达到它自身的临界温度。有些物质如氨、二氧化碳等，它们的临界温度高于或接近室温，对这样的物质在常温下很容易压缩成液体。有些物质如氧、氮、氢、氦等的临界温度很低，其中氦气的临界温度为-268℃。要使这些气体液化，必须相应的要有一定的低温技术，以使能达到它们各自的临界温度，然后再用增大压强的方法使它液化。

通常把在临界温度以上的气态物质叫做气体，把在临界温度以下的气态物质叫做汽。临界温度物质处于临界状态时的温度，称为“临界温度”。降温加压，是使气体液化的条件。但只加压，不一定能使气体液化，应视当时气体是否在临界温度以下。如果气体温度超过临界温度，无论怎样增大压强，气态物质也不会液化。例如，水蒸汽的临界温度为374℃，远比常温度要高，因此，平常水蒸汽极易冷却成水。其他如乙醚、氨、二氧化碳等，它们的临界温度略高于或接近室温，这样的物质在常温下很容易被压缩成液体。但也有一些临界温度很低的物质，如氧、空气、氢、氦等都是极不容易液化的气体。其中氦的临界温度为-268℃。要使这些气体液化。必须具备一定的低温技术和设备，使它们达到它们各自的临界温度以下，而后再用增大压强的方法使其液化。

导体由普通状态向超导态转变时的温度称为超导体的转变温度，或临界温度，用Tc表示。

应用超临界水以其独特的性质，作为溶剂和反应介质在许多领域(如环境治理、材料科学、分析化学等方面)有着诸多的应用。在超临界状态下进行的化学反应，通过控制压力、温度以操纵反应环境，具有增强反应物和产物的溶解度，提高反应转化率，加快反应速率，没有二次污染产生等显著的优点。因此，弄清超临界水的热力学、动力学和静电性质对进一步深入研究反应体系是非常必要的1。

超临界水的性质流体的临界点在相图上是气体—液体共存曲线的终点，它由一个具有固定不变的温度和压力的点来标志，在该点气相和液相之间的差别刚好消失，成为一均相体系。水的临界温度是374.3℃，临界压力是22.05MPa。当体系的温度和压力超过临界点值时，就被称为“超临界的”水，是介于气体和液体之间的一种特殊的状态。由于水的临界点是相图上气液共存曲线的终点，是所谓的二级相变之一，这决定了任何水的状态方程的比偏微分都要在临界点发散到正的或负的无穷大。所以在临界、超临界条件下，水的性质与常温、常压下水的性质相比有了很大变化。

现代化超临界蒸汽发电厂在高达300bar的压力和600℃的温度下运行，燃煤净效率为45%左右。（以低热值LHV为基础），净效率取决于煤种和电厂位置。近20年来，为研制这些电厂锅炉和蒸汽轮机用新型钢材做了大量的工作。最近，试验了多种能承受高达650℃蒸汽温度的新型钢材；目前，正在考虑使用镍合金以便承受更高的温度。

蒸汽温度和循环效率一直都在稳定地提高。据预测，这一趋势将继续下去。预计，今后5年内，现代化电厂运行温度将达620℃，到2020年，电厂运行温度将达650－700℃，循环效率则可达到50－55%。

除了设备材料开发活动之外，蒸汽循环各个方面的优化研究与开发（R&D）也正在进行。这项工作的目标是改善电厂的辅助设备和循环设计及最优化、提高给水温度以及降低烟气温度。立式炉管的使用可以反映即将出现的重大技术进展。

生物临界温度在生态学中指生物进行正常生命活动（生长、发育和生殖等）所需的环境温度的上限或下限。生物的一切生命活动都是在一定的环境温度中进行的。一般说来，植物生长发育所要求的温度条件在0～50℃范围内；变温动物在6～36℃；恒温动物由于自身有调节体温的能力，对环境温度的适应范围广些。环境温度若超出生物所要求的范围，生物的生命活动就会出现停滞；温度过高或过低会导致生物体死亡。依据生物对温度的反应，可将温度划分为几个温区。

通常所说的动植物生长发育的临界温度，指的是适温区温度的上限和下限，上限为临界高温，下限为临界低温。超越此温度界限，生物就失出正常活动，进入休眠状态。例如，蝗虫的发育适温范围一般为18～42℃，温度低于18℃或高于42℃，其发育就停滞，所以蝗虫的发育临界低温和临界高温分别为18℃和42℃。

每种生物对温度的适应都有各自相对稳定的幅度，有些种类能适应较大幅度的温度变动，有些种类的适应幅度则较窄。

同种生物在不同的发育阶段也常常有不同的临界温度。例如，粘虫各虫态的发育临界低温分别为：卵13.1℃、幼虫7.7℃、蛹12.6℃和成虫9.0℃。灰绿青霉的孢子发芽临界高温是43℃，而菌丝生长的临界高温则是40℃。大叶藻营养器官生长的临界低温是10℃，进行有性生殖的临界低温则是15℃。

临界致死高温是致死高温区的下限，而临界致死低温则是致死低温区的上限。超越此限的高温或低温都能使生物在短时间内死亡。临界致死高温或低温阈限的确定以被测试种群的50%个体死亡为依据，用温度－死亡率曲线图求出。这里还有时间因素，即温度作用的时间。三化螟幼虫在46℃条件下经历几分钟即死亡，大豆象幼虫可忍受55℃高温20分钟。一般说来，致死高温和致死低温的致死时间是随高温的增高和低温的降低而缩短。在自然界，温度特别高的时间都比较短暂；而在高纬度，极低温的时间可持续很长。因而后者对生物生存的影响，显得更为重要。生物对于这种不利的温度条件的适应方式是多种多样的，休眠、滞育、迁徙等是较为普遍的方式。

动植物生长发育的临界温度既受其自身生理状态的影响，也受外界因素的影响。含水量低的植物种子可经受极低的温度。环境的温度或雨量可改变某些动物的临界温度；如粘虫卵发育的适温上限在相对湿度为63%以上时是32℃左右；但在相对湿度为40%时，同样的温度便成为它的致死高温了。食物也是一个重要影响因素，食物的短缺会降低动物的御寒能力。

测定生物生长发育临界温度的方法主要有直接观测法和逻辑斯谛曲线法(见有效温度)，但所得结果仅是近似值，因为测量时并未考虑除温度外的其他因素的影响，而且自然界的温度也是经常变动的。

掌握某种生物生长发育的临界温度，就知道它的适温范围。生物生长发育的适温范围决定着它在地球上的分布和活动范围。适温范围大，分布就广；适温范围小，分布就窄。例如，中国东北地区的白桦和云杉不耐高温，因而在华北平原不生长；樟树受临界低温的限制只能分布在长江以南。又如，由于中国北方冬季寒冷，三化螟仅分布在北纬36°以南地区；粘虫在北纬32°地区不能越冬，因而才有迁飞活动。