超臨界流體.為何超過臨界點氣態會和液態混在一起跟密度有關? - beauty

By Hedda
at 2007-10-01T00:00

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為何超過臨界點氣態會和液態混在一起跟密度有關?
為何再超過臨界點的一瞬間液面會消失
跟密度有關?

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By Isabella
at 2007-10-01T07:48

圖片參考：http://residence.educities.edu.tw/listeve/Htm/phys...
你的兩個問題可以當一個問題回答。
原則上都是因為＜高溫、高壓＞下，令一般的液體變成「超臨界流體」，此時會處於一種既不同於氣態也不同於液態和固態的新流體態--超臨界態(氣液均相)。
相對於一般狀態，密度、介電常數、粘度、擴散係數、電導率和溶劑化性能等等也都隨之改變。
所以「密度」是"跟隨"著「高壓、高溫」而改變的因素，而不是"導致"變成「超臨界流體」的主因。
下面以水為範例，介紹它的三相圖、臨界點、和超臨界水特性。
◆【水的三相圖】
圖片參考：http://210.38.160.80/water/cha11/pic/chaele31.gif
◆【臨界點】
臨界點（critical point）之溫度為臨界溫度，此時的壓力為臨界壓力。
1. 臨界溫度：
※加壓力使氣體液化之最高溫度稱為臨界溫度。
※水之臨界溫度為374.2℃(≒374.15℃)，若溫度高於374.2℃，則不可能加壓使水蒸氣液化。
2. 臨界壓力：
※在臨界溫度時，加壓力使氣體液化的最小壓力。臨界壓力等於該液體在臨界溫度之飽和蒸氣壓。
※水的臨界壓力為p. C. =22.1MPa(≒22.05MPa)，當在臨界溫度時，恰好還能使水保持液態的壓力稱作水的"臨界壓力"。
※當體系的溫度和壓力超過臨界點時，則稱為超臨界水（Super Critical Water Oxidation, SCWO, 或簡稱SCW）。
3. 臨界密度：
※嚴密意義上，臨界點由臨界溫度、臨界壓力、臨界密度構成。當把處於汽液平衡的物質升溫升壓時，熱膨脹引起液體密度減少，而壓力的升高又使汽相兩相的相介面消失，成為一均相體系，這一點即為臨界點。
※臨界點時，水的密度僅為0.3g/cm3。
◆【超臨界水】
　　當物質的溫度、壓力分別高於臨界溫度和臨界壓力時就處於超臨界狀態。在超臨界狀態下，流體的物理性質處於氣體和液體之間，既具有與氣體相當的擴散係數和較低的粘度，又具有與液體相近的密度和對物質良好的溶解能力。因此可以說，超臨界流體是存在於氣、液這兩種流體狀態以外的第三流體。
水的介電常數到了臨界點以上會急劇減小，小到與有機溶媒相同的水平，便具有與有機溶媒相同的特性，此時水的粘度低，表現出溶劑化特徵，能與非極性物質以任意比互溶，各種氣體均能與之互溶。近年來被應用到航空、食品、以及有機廢棄物處理等領域，尤其在處理難分解之有機氯化物、污泥、飛灰中之戴奧辛、廢彈藥等。
在通常條件下，水始終以蒸汽、液態水和冰這三種常見的狀態之一存在，且是極性溶劑，可以溶解包括鹽類在內的大多數電解質，對氣體和大多數有機物則微溶或不溶，水的密度幾乎不隨壓力而改變。但是如果將水的溫度和壓力升高到臨界點（Tc＝374.3℃，pc＝22.05Mpa）以上，則就會處於一種既不同於氣態也不同於液態和固態的新的流體態--超臨界態，該狀態的水即稱之為超臨界水。在超臨界條件下，水的性質發生了極大的變化，其密度、介電常數、粘度、擴散係數、電導率和溶劑化性能都不同于普通水。

By Hamiltion
at 2007-10-01T17:16

為何超過臨界點氣態會和液態混在一起跟密度有關?
那個不是氣態與液態混在一起喔!!所以不能說與密度有關,密度只與壓力溫度有關!!
為何再超過臨界點的一瞬間液面會消失
跟密度有關?
因為超過臨界點就會成為超臨界流體相,你看到的液面其實是兩相,就是氣相與液相,所以有個你說的液面,超過臨界點的一瞬間液面會消失,因為全部變成超臨界流體相,只有一個均一相,所以就沒有液面了!!就是你所說的消失.
密度只與溫度壓力有關,當然超過臨界點這句話是代表溫度壓力超過臨界點,一個過程所以也代表密度變化了.

By Jessica
at 2007-10-02T03:28

超臨界流體 super critical fluid 有注意到用流體而非氣體或液體?
當到達臨界點時(溫度與壓力)，液體與氣體的性質趨一致而成均勻相。則稱之super critical fluid。
不能說與密度有關。當接近超臨界流體時，各種性質自然趨一致。是一個Phase"相"，同一個相，很多性質都一致。

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