液氮為什么氣化的那么慢?
今天和朋友在吃飯的時(shí)候,聊到液氮罐,討論的挺有意思的。
覺得非常好奇的一點(diǎn)是為什么液氮即使是常溫時(shí)儲(chǔ)存在一個(gè)敞口的鋼瓶里,都能保持液態(tài),而不是迅速氣化掉。這是為什么呢?
在生活中,打火機(jī)要是不小心裂開了,里面的液體就會(huì)很快的氣化了;還有煤氣瓶里的煤氣,一擰開閥門就馬上氣化膨脹,有煤氣通過導(dǎo)管出來。所以在印象中,液化氣體最起碼要密封加壓保存,爆炸危險(xiǎn)是最常見的了。
希望大家能跟我說說為什么液氮能裝在一個(gè)一個(gè)敞口的鋼瓶里吧,謝謝了。
另外:本人是數(shù)學(xué)專業(yè)的,對液氮是非常外行的,需要解釋的淺顯點(diǎn)哦。
回答1:
1 打火機(jī)跟液化氣里都是壓縮氣體,當(dāng)然容易汽化
2 液氮表面積還是不夠大,你把它倒到地上看看多久汽化
3 熱傳遞速率問題,空氣傳熱速率慢,倒到一個(gè)熱表面立馬沒了
回答2:
液氮灌裝時(shí)應(yīng)該都是低溫高壓的,零下近200℃,這樣的話你找個(gè)容器裝起來,往里面倒入液氮,可能剛開始時(shí)由于溫差較大,倒一點(diǎn)進(jìn)去馬上氣化了,要是大量倒入后就能得到敞口下的液體氮,因?yàn)槿萜鬟€有周圍空氣都被液氮降溫到很低溫度了,所以就大大降低了氣化的速度。
跟雪花差不多的道理,剛開始下雪時(shí)地面不會(huì)立即有雪花,等地表溫度降下去了,慢慢的就會(huì)積雪了。
回答3:
我覺得這樣還是不通啊,要按你這樣解釋的話,那無論是醫(yī)院用的液氧還是消防用的干冰,都可以像液氮一樣儲(chǔ)存了?
我曾見過我一老同學(xué)用勺子把液氮舀出來給我看,太震驚了。
另外,積雪是因?yàn)橹車目諝夂偷乇淼臏囟群脱┑臏囟然旧弦恢铝瞬拍芊e起來,而液氮的表明溫度是從零下近200度一下子變成室溫啊,那差距太大了。
我覺得液氮?dú)饣男再|(zhì)非常特殊,應(yīng)該是液化后分子結(jié)構(gòu)上甚至原子結(jié)構(gòu)上有很大變化造成的,我只是猜了。
回答4:
我見過最震撼的是把液氮倒到勺子里。而我們根本不可能把家里用的煤氣,打火機(jī)里的丁烷倒到一個(gè)不密封的容器里,就更別提倒到類似于勺子的敞口容器里了。我們注意到一個(gè)事實(shí)是:很多氣體液化后都是密封加壓保存的,原因是由于密封和容器吸熱,內(nèi)部部分氣體氣化,使得內(nèi)部壓強(qiáng)增大,最后使得壓強(qiáng)與液化氣體的熔點(diǎn)沸點(diǎn)升高從而達(dá)到一個(gè)新的平衡。而在實(shí)驗(yàn)室里,一般情況下液氮的儲(chǔ)存卻沒有密封加壓保存,甚至可以倒到熱水瓶里;此時(shí)液氮要是像煤氣一樣迅速氣化,那熱水瓶肯定爆炸了。
我由此懷疑,氮?dú)獗灰夯螅诜肿由踔猎拥哪承┙Y(jié)構(gòu)上有了改變,使他具有了某種不穩(wěn)定的惰性,導(dǎo)致液氮在200多度的溫差下對熱量差別不敏感。可沒有具體點(diǎn)的依據(jù)支持我這個(gè)想法。
一個(gè)數(shù)學(xué)科班的討論一個(gè)物理化學(xué)方面的問題,純粹是興趣,得到滿意結(jié)果后散金幣,哈哈。
回答5:
氣體液化一是加壓液化二是低溫液化還有都用的。像打火機(jī)的燃?xì)?、家用煤氣都是加壓液化的,而液氮是常壓低溫液化保存在有真空保溫層的鋼瓶中不?huì)像煤氣那樣很快氣化。
回答6:
樓主提的問題,1997年,我在做超導(dǎo)實(shí)驗(yàn)時(shí)就遇到過。平時(shí)我們用杜瓦瓶盛液氮。7-8月的一天,我用熱水瓶裝液氮,嘗試做冰棍!用不銹鋼勺子舀液氮,當(dāng)時(shí)驚呆了! 現(xiàn)在回想起來,跟空氣分壓,空氣濕度,雪花保溫結(jié)構(gòu)有關(guān)。不必大驚小怪。
回答7:
我們曾經(jīng)實(shí)驗(yàn)課上提植物組DNA時(shí),用液氮來研磨菜葉,把液氮倒入研缽時(shí)就瞬間只剩白霧了(可能液氮升華了,白霧是水蒸氣液化形成的),所以可能是表面接觸面積不夠大才汽化的比較慢。
回答8:
這里存在著物質(zhì)相互作用后有產(chǎn)生相互保護(hù)的問題,有兩方面的原因,一是空氣中的水在液氮表面成固體,隔住了熱量的交換(或者說降低了熱量的交換),二是不要忘記空氣中有70%是氮?dú)猓瑢?shí)際上在液氮表面周圍由于溫度低造成有較高密度的氮?dú)?,也相?yīng)地阻止了氮?dú)獾膿]發(fā),同樣有一定的保護(hù)作用。