托马斯·安德鲁斯查看源代码讨论查看历史
| 托马斯·安德鲁斯 | |
|---|---|
| 英文名 | Thomas Andrews |
| 出生 |
1813年12月19日 贝尔法斯特 |
| 逝世 | 1885年11月26日 |
| 国籍 | 爱尔兰 |
| 教育程度 | 爱丁堡大学 |
| 职业 | 物理化学家 |
| 知名于 | 1869年首先发现了"[超临界液体]" |
| 知名作品 | 《论物质气态与液态的连续性》 |
托马斯·安德鲁斯(Thomas Andrews，1813~1885)爱尔兰物理化学家。
1813年12月19日生于贝尔法斯特。曾在英国和法国巴黎学习化学和医学。
1835年获爱丁堡大学医学博士学位。早年行医。
1845年被任命为贝尔法斯特女王学院副院长。
1849年任该校化学教授。他还是伦敦皇家学会会员(1849)，爱丁堡皇家学会会员。
1885年11月26日于贝尔法斯特逝世。终年72岁。[1]
科研成果
安德鲁斯主要从事物质临界状态的研究。他是在1861年开始这一工作的。当时D.L.凯纳已经发现“乙醚、酒精和水能在相当于该液体原有2～4倍的空间内全部化成汽”;法拉第已单凭压强之助，把过去只认为是气体的氯及其他几种气体，成功地化为“液体”。 他们的这些工作，成为安德鲁斯研究的基础。他选用碳酸作为研究对象，使它加压和降温，到一定数值时发现：“液体与气体之间的分界线就变得越来越模糊……最后分界线也消逝了。后来这个空间完全被一种均匀的流体占有”。 他又对氨、一氧化二氮、盐酸等进行研究，发现无论当它们由液态变为气态，或由气态变为液态，都得出同样的结论：“物质的气态与液态可以通过一系列连续不断的变化而相互转化”。 并对它作出理论上的解释，进而建立了物质的临界点、临界温度和临界压强的概念。他的研究成果，以《论物质气态与液态的连续性》为题，发表在1869年的《哲学学报》上。
同时，安德鲁斯指出了当时所谓的“永久气体”不能液化的原因：是因为它们的临界温度，比迄今所能得到的温度要低得多。 这给以后的研究者以很大的启示。安德鲁斯还提出了固态和液态之间互相转化的问题，这为以后的研究者提出了一个有意义的课题，对物态方程和相平衡理论的发展有很大的影响。[2]
超临界液体
这一现象是在1869年首先由爱尔兰化学家托马斯·安德鲁斯(Thomas Andrews)发现的。"超临界液体"，现在科学家正在学会如何很好地应用它。
在通常情况下，液体与气体全然不一样。液体具有固定的体积;可以在一个容器中注入一半的液体。但是，气体却没有固定的体积;它总是会充满整个容器。
液体能够溶解固体和其他液体，但气体却不能。液体的密度远比气体大，液态水的密度约是气态水(水蒸气)的1250倍。换句话说，1夸脱(译者注:夸脱，英美制液量单位。1夸脱约合1.136升(英)或0.946升(美))水的重量约是1夸脱水蒸气的1250倍。
通过加热，你可以把液体变为气体。当你把水不断加热，最终会使它达到沸点，并且化为蒸气蒸发掉。在海平面的正常条件下，水的沸点是100℃。
如果想不让水在100℃沸腾的话，必须对它加压，目的是压住水分子--姑且这么说吧!当温度继续上升时，为了使水不沸腾，你必须施加越来越大的压力。 最后，当温度足够高时，再高的压力也不能阻止它沸腾了。无论压力多大，只要达到某个温度以上，液体就会沸腾，这个温度被称作"临界温度"。水的临界温度是374.2℃。当在临界温度时，恰好还能使水保持液态的那个压力，被称作水的"临界压力"。它大约是标准大气压的218.3倍。
当温度与压力高于上述数值时，就能得到"超临界水"。与水蒸气相似，它没有固定体积并能充满任何容器。然而，它的密度远比水蒸气高，事实上是液态水密度的三分之一。而它最令人惊奇的性质是，它能像液态水一样溶解物质。
每一种液体都有它自己的临界温度和压力，其中有比水高的，也有比水低的。例如，二氧化碳的临界温度是31℃，临界压力是72.85标准大气压。 氢的临界温度是-204℃，临界压力是12.8标准大气压。在地球表面的普通情况下，自然界中不可能存在超临界液体。但是，超临界液体会在行星中心存在，那里的温度与压力已经足够高。 例如，巨行星木星的内层是由大量超临界氢所组成的，其温度高达几万摄氏度。有些物质比另一些物质更加容易在超临界液体中溶解，这跟普通液体是类似的。 因而，可以利用超临界液体把一种复杂混合物中的某部分物质提炼出来，而把其余的物质留下。不过，如果超临界液体太热，它所溶解的物质的分子就会遭到破坏，甚至留下的物质的分子也会被破坏。
超临界水肯定太热，不能用它提取物质而又不破坏那些物质，特别是那些"有机物"，它们的分子巨大并且很不牢固。这样说来，为什么不用超临界二氧化碳呢?它的临界温度低得多，而且达到超临界状态所需的压力也比较小。 当把超临界二氧化碳(里面溶有咖啡因)去掉后，不再留下任何东西。最后，当把压力解除后，任何留下的超临界液体都会转化为气体消失掉。这样制成的脱去咖啡因的咖啡就会保持原味。
可以预计，超临界液体可被用来完成其他提炼过程，而且高效无害。或许可以把土豆片中的油提炼出来，留下低热量的土豆，并且不损害它的味道。鱼的腥味可能是由鱼油引起的，也可以把这种油去掉，而不改变它的营养成分。超临界液体还可望用于药品提纯，以及应用于对蛋白质、核酸和其他复杂分子的研究工作。[3]