托馬斯·安德魯斯（Thomas Andrews）是一位愛爾蘭物理化學家，生于1813年12月19日，逝于1885年11月26日，享年72歲。安德魯斯的研究范圍主要為氣體和液體，專門研究物體的狀態（phase）。他的研究成果對物理化學領域產生了重要影響。
人物經歷
托馬斯·安德魯斯出生在愛爾蘭貝爾法斯特，他的父親是一名亞麻商人。他曾就讀于貝爾法斯特學院和皇家貝爾法斯特學術機構，在后者學習數學時師從詹姆斯·湯姆森。1828年，他前往格拉斯哥大學，在那里在托馬斯·湯姆森教授的指導下學習化學，然后在都柏林圣三一大學學習，并在古典學科和科學方面取得了卓越成績。最終，他于1835年在愛丁堡大學獲得醫學博士學位。
1845年，他被任命為新成立的貝爾法斯特女王大學副校長。
1849年任該校化學教授。他還是倫敦皇家學會會員（1849），愛丁堡皇家學會會員。
安德魯斯主要從事物質臨界狀態的研究，1869年首先發現了“超臨界液體”，并在《哲學學報》上發表了《論物質氣態與液態的連續性》一文。
他于1885年去世，并被埋葬在貝爾法斯特的博羅公墓。
個人生活
1842年，安德魯斯與簡·哈迪·沃克（Jane Hardy Walker）結婚。他們育有六個子女，包括地質學家瑪麗·安德魯斯（Mary Andrews）。
科研
安德魯斯主要從事物質臨界狀態的研究。他是在1861年開始這一工作的。當時D.L.凱納已經發現“乙醚、乙醇和水能在相當于該液體原有2～4倍的空間內全部化成汽”；邁克爾·法拉第已單憑壓強之助，把過去只認為是氣體的氯及其他幾種氣體，成功地化為“液體”。他們的這些工作，成為安德魯斯研究的基礎。他選用碳酸作為研究對象，使它加壓和降溫，到一定數值時發現：“液體與氣體之間的分界線就變得越來越模糊……最后分界線也消逝了。后來這個空間完全被一種均勻的流體占有”。他又對氨、一氧化二氮、鹽酸等進行研究，發現無論當它們由液態變為氣態，或由氣態變為液態，都得出同樣的結論：“物質的氣態與液態可以通過一系列連續不斷的變化而相互轉化”。并對它作出理論上的解釋，進而建立了物質的臨界點、臨界溫度和臨界壓強的概念。他的研究成果，以《論物質氣態與液態的連續性》為題，發表在1869年的《哲學學報》上。
同時，安德魯斯指出了當時所謂的“永久氣體”不能液化的原因：是因為它們的臨界溫度，比迄今所能得到的溫度要低得多。這給以后的研究者以很大的啟示。安德魯斯還提出了固態和液態之間互相轉化的問題，這為以后的研究者提出了一個有意義的課題，對物態方程和相平衡理論的發展有很大的影響。
超臨界液體
這一現象是在1869年首先由愛爾蘭化學家托馬斯·安德魯斯（Thomas Andrews）發現的。“超臨界液體”，現在科學家正在學會如何很好地應用它。
在通常情況下，液體與氣體全然不一樣。液體具有固定的體積；可以在一個容器中注入一半的液體。但是，氣體卻沒有固定的體積；它總是會充滿整個容器。
液體能夠溶解固體和其他液體，但氣體卻不能。液體的密度遠比氣體大，液態水的密度約是氣態水（水蒸氣）的1250倍。換句話說，1夸脫（譯者注：夸脫，英美制液量單位。1夸脫約合1.136升（英）或0.946升（美））水的重量約是1夸脫水蒸氣的1250倍。
通過加熱，你可以把液體變為氣體。當你把水不斷加熱，最終會使它達到沸點，并且化為蒸氣蒸發掉。在海平面的正常條件下，水的沸點是100℃。
如果想不讓水在100℃沸騰的話，必須對它加壓，目的是壓住水分子——姑且這么說吧！當溫度繼續上升時，為了使水不沸騰，你必須施加越來越大的壓力。最后，當溫度足夠高時，再高的壓力也不能阻止它沸騰了。無論壓力多大，只要達到某個溫度以上，液體就會沸騰，這個溫度被稱作“臨界溫度”。水的臨界溫度是374.2℃。當在臨界溫度時，恰好還能使水保持液態的那個壓力，被稱作水的“臨界壓力”。它大約是標準大氣壓的218.3倍。
當溫度與壓力高于上述數值時，就能得到“超臨界水”。與水蒸氣相似，它沒有固定體積并能充滿任何容器。然而，它的密度遠比水蒸氣高，事實上是液態水密度的三分之一。而它最令人驚奇的性質是，它能像液態水一樣溶解物質。
每一種液體都有它自己的臨界溫度和壓力，其中有比水高的，也有比水低的。例如，二氧化碳的臨界溫度是31℃，臨界壓力是72.85標準大氣壓。氫的臨界溫度是-204℃，臨界壓力是12.8標準大氣壓。在地球表面的普通情況下，自然界中不可能存在超臨界液體。但是，超臨界液體會在行星中心存在，那里的溫度與壓力已經足夠高。例如，氣態巨行星木星的內層是由大量超臨界氫所組成的，其溫度高達幾萬攝氏度。有些物質比另一些物質更加容易在超臨界液體中溶解，這跟普通液體是類似的。因而，可以利用超臨界液體把一種復雜混合物中的某部分物質提煉出來，而把其余的物質留下。不過，如果超臨界液體太熱，它所溶解的物質的分子就會遭到破壞，甚至留下的物質的分子也會被破壞。
超臨界水肯定太熱，不能用它提取物質而又不破壞那些物質，特別是那些“有機化合物”，它們的分子巨大并且很不牢固。這樣說來，為什么不用超臨界二氧化碳呢？它的臨界溫度低得多，而且達到超臨界狀態所需的壓力也比較小。當把超臨界二氧化碳（里面溶有咖啡因）去掉后，不再留下任何東西。最后，當把壓力解除后，任何留下的超臨界液體都會轉化為氣體消失掉。這樣制成的脫去咖啡因的咖啡就會保持原味。
可以預計，超臨界液體可被用來完成其他提煉過程，而且高效無害。或許可以把土豆片中的油提煉出來，留下低熱量的土豆，并且不損害它的味道。魚的腥味可能是由魚油引起的，也可以把這種油去掉，而不改變它的營養成分。超臨界液體還可望用于藥品提純，以及應用于對蛋白質、核酸和其他復雜分子的研究工作。
紀念
托馬斯·安德魯斯因其在物理化學領域的貢獻而被廣泛記憶。他的研究不僅在當時產生了重要影響，而且對后來的科學發展產生了深遠的影響，特別是在物態方程和相平衡理論的發展上。他的工作為后來的科學家，包括路易·保羅·卡耶特等液化氧氣的研究者提供了理論基礎。
參考資料 >