一、什么是气体或蒸气的比磁化率?

不同气体或蒸气在外加磁场中的磁化响应存在差异,这种差异可以通过磁化率等物理参数进行描述。

比磁化率是表征物质磁化特性的参数之一。为了比较不同气体或蒸气之间的磁性差异,可以将其比磁化率按照规定的比较基准表示为相对数值。

下表采用氧气比磁化率为100的比较基准,列出44种常见气体或蒸气的相对比磁化率数据。

表中同时包含正值、负值和零值。这些数值反映了不同气体相对于表中比较基准的磁性参数差异。

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二、44种常见气体及蒸气的比磁化率完整对照表

下表保留44种气体或蒸气的原始名称、分子式和比磁化率数据,最后一列按照资料中的百分比形式表示。

序号气体或蒸气分子式比磁化率(%)
1辛烷C8H18−2.5
2庚烷C7H16−2.1
3己烷C6H14−1.7
4环己烷C6H16−1.557
5异戊烷C5H12−1.49
6戊烷C5H12−1.45
7丁烷C4H10−1.3
8异丁烷C4H10−1.3
9溴Br2−1.3
10碘化氢HI−1.1
11氙Xe−0.95
12反丁二烯C4H8−0.92
13顺丁二烯C4H8−0.89
14丙烷C3H8−0.86
15异丁烯C4H8−0.85
16丁烯C4H8−0.85
17氯Cl2−0.77
181,2丁二烯C4H6−0.65
19溴化氢HBr−0.61
20丙烯C3H6−0.545
21氪Kr−0.51
221,3丁二烯C4H6−0.49
23乙烷C2H6−0.46
24丙二烯C3H4−0.44
25硫化氢H2S−0.39
26氯化氢HCl−0.30
27二氧化碳CO2−0.27
28乙烯C2H4−0.26
29氨NH3−0.26
30乙酸CH3COOH−0.25
31乙炔C2H2−0.24
32氩Ar−0.22
33甲烷CH4−0.2
34一氧化二氮N2O−0.20
35水H2O−0.02
36一氧化碳CO+0.01
37氮N20.0
38氟化氢HF+0.10
39氖Ne+0.13
40氢H2+0.24
41氦He+0.30
42二氧化氮NO2+28
43一氧化氮NO+43
44氧O2100

注:比磁化率按照原表的百分比形式列出,其中氧气为100,氮气为0.0。正负号及小数位数均按表列数据保留。

部分气体或蒸气名称及分子式沿用原始资料,使用时应注意核对具体物质名称和化学式。

三、比磁化率数据的比较基准

在本组数据中,氧气的比磁化率数值为100,氮气为0.0。

其他气体或蒸气的比磁化率以相对百分比表示,用于比较不同气体之间的磁性参数差异。

需要特别注意,表中的正负号是这一组相对比磁化率数据的组成部分,不能简单地将其等同于绝对磁化率的正负号。

例如,本表中氢气的数值为+0.24,氮气为0.0,甲烷为−0.2。这些数值反映的是本表采用的相对比较关系,不能直接作为其他磁化率单位体系下的数值使用。

四、烷烃类气体或蒸气的比磁化率

表中列出了多种烷烃类气体或蒸气,包括甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷及辛烷等。

这些烃类物质的比磁化率表列数值主要为负值。

气体或蒸气分子式比磁化率(%)
甲烷CH4−0.2
乙烷C2H6−0.46
丙烷C3H8−0.86
丁烷C4H10−1.3
戊烷C5H12−1.45
己烷C6H14−1.7
庚烷C7H16−2.1
辛烷C8H18−2.5

从这些数据可以看出,所列烷烃的比磁化率数值存在明显差异。

其中,甲烷为−0.2,辛烷为−2.5。按照本表比较基准,两者的比磁化率数值不同。

五、烯烃及其他烃类的比磁化率

除烷烃以外,表中还包括乙烯、乙炔、丙烯、丁烯以及不同结构的丁二烯等物质。

气体或蒸气分子式比磁化率(%)
乙烯C2H4−0.26
乙炔C2H2−0.24
丙烯C3H6−0.545
丙二烯C3H4−0.44
丁烯C4H8−0.85
1,2丁二烯C4H6−0.65
1,3丁二烯C4H6−0.49

可以看出,即使部分气体的分子式相同,表列比磁化率也可能不同。

例如,1,2丁二烯和1,3丁二烯的分子式均为C4H6,但表列比磁化率分别为−0.65和−0.49。

六、氧气、一氧化氮和二氧化氮的比磁化率

在表中列出的44种气体或蒸气中,氧气、一氧化氮和二氧化氮具有较高的正比磁化率数值。

气体分子式比磁化率(%)
氧O2100
一氧化氮NO+43
二氧化氮NO2+28

与氮气、甲烷、二氧化碳等气体相比,这三种气体的相对比磁化率数值较高。

其中,氧气作为本表的比较基准,其数值为100。一氧化氮为+43,二氧化氮为+28。

这些差异说明,不同气体在磁场中的磁化特性具有明显区别。

七、氮气及其他常见气体的比磁化率

表中氮气的比磁化率为0.0,其他部分常见气体的数据如下。

气体分子式比磁化率(%)
氮N20.0
一氧化碳CO+0.01
氟化氢HF+0.10
氖Ne+0.13
氢H2+0.24
氦He+0.30
二氧化碳CO2−0.27
氨NH3−0.26
水H2O−0.02

由于本表采用相对比磁化率的表示方法,氮气的0.0不应直接理解为氮气在任何单位体系下的实际磁化率都严格等于零。

八、比磁化率与磁氧分析仪的关系

氧气具有明显的磁化特性,与许多常见气体之间存在较大的磁性差异。

磁氧分析仪利用氧气在磁场中的特殊响应进行氧气含量测量。

在气体混合物中,不同组分的磁化特性可能影响整体磁性响应,因此进行磁性气体分析时,需要关注被测气体及其他组分的磁性参数。

本表中氧气为100,一氧化氮为+43,二氧化氮为+28,说明这几种气体在相对比磁化率上具有较明显的数值差异。

实际磁氧分析仪的测量结果还与具体仪表结构、气体组成及工作条件有关,不能仅凭一项相对比磁化率数据确定仪表的测量准确度。

九、比磁化率与体积磁化率的区别

比磁化率与体积磁化率不是完全相同的物理量。

体积磁化率通常用于描述单位体积物质的磁化响应,而比磁化率通常与单位质量的磁化响应有关。

本文所列数据采用相对百分比形式表示,氧气取100作为比较基准。

因此,不能将本表的百分比数值直接与采用C.G.S.M单位体系或国际单位制表示的体积磁化率数值进行比较,也不能直接作为绝对比磁化率用于计算。

十、使用比磁化率数据时需要注意的问题

第一,本表的氧气比磁化率为100,属于相对比较数值。

第二,表中正负号必须保留,但不应直接将其与绝对磁化率的正负号混为一谈。

第三,表中同时包含气体与蒸气,实际使用时需要区分物质种类和测量状态。

第四,原始资料未在本表中列出全部测量温度、压力以及相对比磁化率的详细计算定义,因此不能据此直接推算其他状态下的磁化率。

第五,部分名称或分子式需要结合具体物质进一步核对,特别是在将数据用于化学物性数据库或工程计算时。

十一、总结

不同气体和蒸气具有不同的磁化特性,其相对比磁化率数值存在明显差异。

本文整理了44种常见气体或蒸气的比磁化率数据,完整保留了各物质的名称、分子式及原始百分比数值。

其中,氧气为100,一氧化氮为+43,二氧化氮为+28,氮气为0.0,甲烷为−0.2,二氧化碳为−0.27,辛烷为−2.5。

这些数据可作为了解不同气体磁性参数及磁氧分析测量原理的参考。实际工程应用时,应注意相对比磁化率的定义、气体组成及具体测量条件。