【氧气热力学性质】氧气（O₂）是地球上最常见且最重要的气体之一，广泛存在于大气中，对生物呼吸、燃烧反应及许多工业过程具有关键作用。了解氧气的热力学性质对于化学工程、环境科学以及材料研究等领域都具有重要意义。本文将从热力学角度总结氧气的基本性质，并通过表格形式进行简明展示。
一、氧气热力学性质概述
氧气是一种双原子分子，在标准温度和压力下为无色、无味的气体。其热力学性质主要包括：摩尔质量、密度、比热容、热导率、临界参数、相变特性等。这些性质在不同温度和压力条件下会有所变化，因此在实际应用中需要根据具体条件进行分析。
1. 摩尔质量
氧气的摩尔质量为32.00 g/mol，这是计算其物质的量和质量的基础数据。
2. 密度
在标准状态（0°C，1 atm）下，氧气的密度约为1.429 g/L，随温度和压力的变化而变化。
3. 比热容
氧气的比热容分为定压比热容（Cp）和定容比热容（Cv）。在常温下，Cp约为29.1 J/(mol·K)，Cv约为20.8 J/(mol·K)。
4. 热导率
氧气的热导率较低，约为0.026 W/(m·K)，这表明它在传热过程中效率不高。
5. 临界参数
氧气的临界温度为154.5 K，临界压力为5.04 MPa，临界密度为413 kg/m³。当温度和压力超过临界值时，氧气将进入超临界状态，表现出与液体相似的性质。
6. 相变特性
氧气在常压下于-182.97°C（90.18 K）时液化，-218.79°C（54.36 K）时凝固。其相变过程涉及气-液和液-固之间的转变。
二、氧气热力学性质汇总表
| 项目 | 数值 | 单位 | 备注 |
| 化学式 | O₂ | - | 双原子分子 |
| 摩尔质量 | 32.00 | g/mol | 标准值 |
| 密度（0°C, 1 atm） | 1.429 | g/L | 标准状态 |
| 比热容（定压 Cp） | 29.1 | J/(mol·K) | 常温下 |
| 比热容（定容 Cv） | 20.8 | J/(mol·K) | 常温下 |
| 热导率 | 0.026 | W/(m·K) | 常温下 |
| 临界温度 | 154.5 | K | Tc |
| 临界压力 | 5.04 | MPa | Pc |
| 临界密度 | 413 | kg/m³ | ρc |
| 液化温度（1 atm） | -182.97 | °C | 沸点 |
| 凝固温度（1 atm） | -218.79 | °C | 熔点 |
三、结论
氧气作为常见的双原子气体，其热力学性质在多个领域中被广泛应用。理解其在不同条件下的行为有助于优化工业流程、提高能源利用效率以及改善环境控制。通过上述总结与表格，可以更清晰地掌握氧气的基本热力学特征，为相关研究提供参考依据。
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