临界温差

临界温差，就是物质由某一种状态或物理量转变为另一种状态或物理量的二者的温度差值。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，气态物质都不会液化，这个温度就是临界温度，在临界温度与其他任意一种物理系统所处的温度的差值即为临界温差。

临界温度的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。1

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。

热力工程概念火电厂超临界机组和超超临界机组指的是锅炉内工质的压力。锅炉内的工质都是水，水的临界压力是:22.115MPa,临界温度是374.15℃ ；在这个压力和温度时，水和蒸汽的密度是相同的，就叫水的临界点，炉内工质压力低于这个压力就叫亚临界锅炉，大于这个压力就是超临界锅炉，炉内蒸汽温度不低于593℃或蒸汽压力不低于31 MPa被称为超临界。在工程上，也常常将26MPa以上的称为超临界。超临界与临界之间的温差也叫临界温差，它是由物体的固有性质决定的，与物体所处的温度压强等均无关。2

科研发现在数值研究和估计驻波热声原动机与各种氦基二元混合气体工作气体的临界温差的工作中，科学家发现将氦（He）气与其它常见气体（即氩（Ar），氮（N2），氧（O2）和二氧化碳（CO2））在合适的压力和摩尔组成下将临界温差降低到低于气体混合物各组分的临界温差。此外，给出最小临界温度差氦气的最佳摩尔分数随着压力增加而转移到更大的值，并且当压力增加超过2MPa时趋于恒定在约0.7。然而，随着压力增加到高于1.5MPa，最小临界温度差异稍微增加。此外，还发现氦气氩气混合气体的最低临界温差为66℃左右，压力范围为1.5MPa-2.0MPa，氦气摩尔分数为0.55-0.65。氦气氮气混合气和氦气氧气混合气体表现出几乎相同的性能，两者在1.0MPa-1.5MPa的压力和约0.35-0.55的氦气摩尔分数下都具有在59℃左右的最低临界温度差。对于所有测试气体，氦气二氧化碳混合气体在0.5 MPa - 1.0 MPa的压力下提供51°C左右的最低临界温差，氦气的摩尔分数为0.15 - 0.40。

应用举例可以利用诸如废热和阳光等低质量热源，这时需要具有低临界温差的热声原动机。临界温差可能会受到器件谐振器和堆叠通道内工作气体种类的显着影响。3通常，氦气作为工作气体是优选的，因为其高声速与高平均压力一起将产生单位体积装置的高声功率。而且，向氦气添加少量重气可以提高热声装置的效率。

本词条内容贡献者为:

陈红 - 副教授 - 西南大学