臨界溫度

臨界溫度

物理學術語
使物質由氣态變為液态的最高溫度叫臨界溫度。每種物質都有一個特定的溫度,在這個溫度以上,無論怎樣增大壓強,氣态物質都不會液化,這個溫度就是臨界溫度。另外有生态學也有對于臨界溫度的釋義。
    中文名:臨界溫度 外文名:Critical temperature 适用領域: 所屬學科: 特點:臨界溫度越低,越難液化 詞 性:名詞

定義

1.液體能維持液相的最高溫度叫臨界溫度。n2.物質處于臨界狀态時的溫度。n3.物質以液态形式出現的最高溫度。n4.高于臨界溫度,無論加多大壓力都不能使氣體液化。在臨界溫度時,使氣體液化所必須的最低壓力叫臨界壓力。n5.臨界溫度越低,越難液化。

說明

每種物質都有一個特定的溫度,在這個溫度以上,無論怎樣增大壓強,氣态物質不會液化,這個溫度就是臨界溫度。因此要使物質液化,首先要設法達到它自身的臨界溫度。有些物質如氨、二氧化碳等,它們的臨界溫度高于或接近室溫,對這樣的物質在常溫下很容易壓縮成液體。有些物質如氧、氮、氫、氦等的臨界溫度很低,其中氦氣的臨界溫度為一268℃。要使這些氣體液化,必須相應的要有一定的低溫技術,以使能達到它們各自的臨界溫度,然後再用增大壓強的方法使它液化。

通常把在臨界溫度以上的氣态物質叫做氣體,把在臨界溫度以下的氣态物質叫做汽。臨界溫度物質處于臨界狀态時的溫度,稱為“臨界溫度”。降溫加壓,是使氣體液化的條件。但隻加壓,不一定能使氣體液化,應視當時氣體是否在臨界溫度以下。如果氣體溫度超過臨界溫度,無論怎樣增大壓強,氣态物質也不會液化。例如,水蒸汽的臨界溫度為374℃,遠比常溫度要高,因此,平常水蒸汽極易冷卻成水。

其他如乙醚、氨、二氧化碳等,它們的臨界溫度略高于或接近室溫,這樣的物質在常溫下很容易被壓縮成液體。但也有一些臨界溫度很低的物質,如氧、空氣、氫、氦等都是極不容易液化的氣體。其中氦的臨界溫度為-268℃。要使這些氣體液化。必須具備一定的低溫技術和設備,使它們達到它們各自的臨界溫度以下,而後再用增大壓強的方法使其液化。

生物

在生态學中指生物進行正常生命活動(生長、發育和生殖等)所需的環境溫度的上限或下限。生物的一切生命活動都是在一定的環境溫度中進行的。一般說來,植物生長發育所要求的溫度條件在0~50℃範圍内;變溫動物在6~36℃;恒溫動物由于自身有調節體溫的能力,對環境溫度的适應範圍廣些。環境溫度若超出生物所要求的範圍,生物的生命活動就會出現停滞;溫度過高或過低會導緻生物體死亡。依據生物對溫度的反應,可将溫度劃分為幾個溫區。

通常所說的動植物生長發育的臨界溫度,指的是适溫區溫度的上限和下限,上限為臨界高溫,下限為臨界低溫。超越此溫度界限,生物就失出正常活動,進入休眠狀态。例如,蝗蟲的發育适溫範圍一般為18~42℃,溫度低于18℃或高于42℃,其發育就停滞,所以蝗蟲的發育臨界低溫和臨界高溫分别為18℃和42℃。其中鳄魚的也有所謂的“臨界溫度”,鳄魚的性别是受環境的溫度決定的

每種生物對溫度的适應都有各自相對穩定的幅度,有些種類能适應較大幅度的溫度變動,有些種類的适應幅度則較窄。

同種生物在不同的發育階段也常常有不同的臨界溫度。例如,粘蟲各蟲态的發育臨界低溫分别為:卵13.1℃、幼蟲7.7℃、蛹12.6℃和成蟲9.0℃。灰綠青黴的孢子發芽臨界高溫是43℃,而菌絲生長的臨界高溫則是40℃。大葉藻營養器官生長的臨界低溫是10℃,進行有性生殖的臨界低溫則是15℃。

臨界緻死高溫是緻死高溫區的下限,而臨界緻死低溫則是緻死低溫區的上限。超越此限的高溫或低溫都能使生物在短時間内死亡。臨界緻死高溫或低溫阈限的确定以被測試種群的50%個體死亡為依據,用溫度-死亡率曲線圖求出。這裡還有時間因素,即溫度作用的時間。三化螟幼蟲在46℃條件下經曆幾分鐘即死亡,大豆象幼蟲可忍受55℃高溫20分鐘。一般說來,緻死高溫和緻死低溫的緻死時間是随高溫的增高和低溫的降低而縮短。

在自然界,溫度特别高的時間都比較短暫;而在高緯度,極低溫的時間可持續很長。因而後者對生物生存的影響,顯得更為重要。生物對于這種不利的溫度條件的适應方式是多種多樣的,休眠、滞育、遷徙等是較為普遍的方式。

動植物生長發育的臨界溫度既受其自身生理狀态的影響,也受外界因素的影響。含水量低的植物種子可經受極低的溫度。環境的溫度或雨量可改變某些動物的臨界溫度;如粘蟲卵發育的适溫上限在相對濕度為63%以上時是32℃左右;但在相對濕度為40%時,同樣的溫度便成為它的緻死高溫了。食物也是一個重要影響因素,食物的短缺會降低動物的禦寒能力。

測定生物生長發育臨界溫度的方法主要有直接觀測法和邏輯斯谛曲線法(見有效溫度),但所得結果僅是近似值,因為測量時并未考慮除溫度外的其他因素的影響,而且自然界的溫度也是經常變動的。

掌握某種生物生長發育的臨界溫度,就知道它的适溫範圍。生物生長發育的适溫範圍決定着它在地球上的分布和活動範圍。适溫範圍大,分布就廣;适溫範圍小,分布就窄。例如,中國東北地區的白桦和雲杉不耐高溫,因而在華北平原不生長;樟樹受臨界低溫的限制隻能分布在長江以南。又如,由于中國北方冬季寒冷,三化螟僅分布在北緯36°以南地區;粘蟲在北緯32°地區不能越冬,因而才有遷飛活動。

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