常见气体体积磁化率对照表：16种气体的磁化率及磁性特征

一、什么是气体的体积磁化率？

气体的体积磁化率是描述气体在外加磁场作用下磁化响应的物理参数。不同气体具有不同的磁化率，其在磁场中的表现也存在差异。

体积磁化率通常用符号χ表示。根据磁化率的正负，可以区分气体表现出的顺磁性和抗磁性。

在气体分析测量中，气体之间的磁化率差异可以作为区分气体组分的物理依据。其中，氧气具有较明显的顺磁性，是磁氧分析仪利用的重要特性。

二、常见气体体积磁化率完整对照表

下表列出了16种常见气体在0℃时的体积磁化率数据，保留原始数值及正负号。

温度条件：0℃。

原表标注：χ×10−6（C.G.S.M）。

注：表中正号和负号是磁化率数据的重要组成部分，不能省略。空气为混合气体，因此化学符号一栏采用“—”表示。

本表采用原始资料中的C.G.S.M单位体系标注，不应未经单位换算直接作为国际单位制下的体积磁化率数值使用。

三、正磁化率与负磁化率的区别

1. 正磁化率与顺磁性

当气体的体积磁化率为正值时，表示其具有正的磁化响应，表现为顺磁性。

按表中数据，氧气、一氧化氮、空气、二氧化氮、氧化亚氮、乙烯和乙炔的体积磁化率均为正值。

其中，氧气的表列数值为+146，一氧化氮为+53，空气为+30.8。

2. 负磁化率与抗磁性

当气体的体积磁化率为负值时，表示其具有负的磁化响应，表现为抗磁性。

按表中数据，甲烷、氦、氢、氖、氮、水蒸气、氯、二氧化碳和氨的体积磁化率均为负值。

例如，氮气的表列数值为−0.58，二氧化碳为−0.84，甲烷为−1.8。

四、常见顺磁性气体的磁化率比较

根据表中正磁化率数据，可以比较不同气体的磁化响应大小。

从表列数据可以看出，氧气的体积磁化率明显高于其他列出的正磁化率气体。

空气的磁化率为正值，与空气中含有氧气有关。

五、常见抗磁性气体的磁化率比较

下表列出了原始资料中体积磁化率为负值的气体。

这些气体的磁化率均为负值，但数值大小存在差异。

其中，氦的表列数值为−0.083，甲烷为−1.8。

六、氧气的体积磁化率及其测量意义

氧气具有较明显的顺磁性。按本表数据，在0℃条件下，氧气的体积磁化率表列数值为+146。

与氮气、二氧化碳等磁化率为负值的气体相比，氧气的磁化特性存在明显差异。

这一差异是利用磁性原理进行氧气含量分析的重要物理基础。

在磁氧分析仪中，可以利用氧气在磁场中的特殊响应，将与氧气浓度有关的变化转换为测量信号。

需要注意，磁氧分析仪的具体结构和信号转换方法可能不同，实际测量还需要考虑仪表结构、温度条件及其他气体组分的影响。

七、气体体积磁化率与温度的关系

本表列出的气体体积磁化率均对应0℃条件。

气体磁化率可能随温度及气体状态变化，因此不同温度下的数值不能直接视为完全相同。

在需要进行其他温度条件下的磁化率计算时，应采用相应的温度修正关系或对应条件下的物性数据。

由于本表没有给出各气体磁化率的温度修正公式，因此不在本文中直接推算其他温度下的数值。

八、气体磁化率数据的使用注意事项

第一，表中数据对应0℃，使用时应注意温度条件。

第二，磁化率的正负号具有物理意义，不能只比较绝对值而忽略符号。

第三，原表采用C.G.S.M单位体系，使用国际单位制进行工程计算时，需要确认相应的单位换算关系。

第四，空气属于混合气体，其磁化率与气体组成有关，不能将空气的数值直接作为其他混合气体的磁化率。

第五，磁化率是气体的物性参数之一，实际气体分析仪的测量结果还与测量原理及具体工作条件有关。

九、总结

不同气体的体积磁化率存在明显差异，部分气体表现为顺磁性，部分气体表现为抗磁性。

本文整理了16种常见气体在0℃条件下的体积磁化率数据，完整保留了原始资料中的化学符号、数值及正负号。

其中，氧气的体积磁化率表列数值为+146，明显高于其他列出的气体；氮气为−0.58，二氧化碳为−0.84，甲烷为−1.8。

这些数据可以作为了解气体磁性特征和磁性气体分析测量原理的参考。进行实际工程计算时，应注意温度条件和单位体系。