李任重 武振伟 徐莉梅2)†

1)(北京大学物理学院,国际量子材料中心,北京 100871)

2)(量子物质科学协同创新中心,北京 100871)

液体-液体相变与反常特性∗

李任重1)武振伟1)徐莉梅1)2)†

1)(北京大学物理学院,国际量子材料中心,北京 100871)

2)(量子物质科学协同创新中心,北京 100871)

(2017年6月26日收到;2017年8月16日收到修改稿)

绝大多数物质的液态密度随温度降低而增大,即常见的热胀冷缩现象.但存在一类物质,如水及第四主族的硅、锗等,其液态密度在一定温度范围内随温度的升高而增大,即密度反常现象.此外,该类物质还存在动力学反常(密度越大粒子运动越快)、热力学反常(热力学量的涨落随温度降低而升高)等其他反常特性.这类材料的化学性质千差万别,但却具有相似的物理反常特性.进一步的理论研究发现部分材料具有两种液态,即高密度液态和低密度液态,两者之间存在一级相变.因此,反常特性与液体-液体相变是否有直接关联是一个值得深入研究的课题.本文主要介绍了具有液体-液体相变的一类材料及其反常特性,包括高温高压下氢的液体-液体相变及其超临界现象,镓的反常特性及其与液体-液体相变的关联等.

液体-液体相变,临界现象,反常特性,Widom线

1 引 言

热胀冷缩是我们日常生活中的常见现象,绝大多数物质在温度升高时体积膨胀,温度降低时体积缩小,即固体的密度一般大于液体的密度.但是水的液态密度在一定温度范围内会随温度的升高而增加……