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    液氮灌是如何保持低溫的

    來源:洛陽AG亞洲隻為非凡工業氣體有限公司  發表時間:2018/3/14 10:04:15  點擊次數:【871】


    液氮灌是如何保持低溫的?一直認為是液態氮因為沸點極低,故在常溫常壓下急速蒸發帶走大量熱量而創造出低溫環境(貌似-190攝氏度左右吧),但是看到一些醫院用於低溫存儲的環境都是一些液氮罐子,液氮罐靠高壓封閉的環境升高了液氮的沸點而將氮保持液態,根據熱力學定律,液氮罐裏的溫度也應該是常溫啊,如此一來又是如何保證冷凍環境的呢?

    首先,裝液氮的容器被稱作杜瓦。由於液氮比較廉價(相對與其他低溫產品如液氫),所以通常隻使用高真空絕熱。

    其次,導熱量的計算公式為q=溫差/熱阻,在高真空條件下,熱傳遞是兩層壁間輻射占優,熱阻已經足夠的大,導熱量會非常小。

    最後,在微量導熱時,不可能獲得沸騰所需的大量熱。杜瓦的結構類似於暖水瓶的內膽。

    當然,如果覺得上述太專業的話,也可以這樣來理解。

    1.一般液氮容器(杜瓦)分成帶壓和常壓的兩種,常壓就是液氮與大氣之間沒有密封,隻是簡單的隔離,此時,液氮的溫度就是77 K左右

    2.怎麽保住這麽低的溫?杜瓦本質上就是個保溫瓶,它用真空夾層、填充絕熱材料、使用玻璃鋼不鏽鋼等弱導熱材料等方法,盡可能減小漏熱,而漏進來的少部分熱量可通過蒸發走的少量液氮彌補,而液氮是一種相當廉價的東西(每升1元左右)

    一直在用液氮罐存放細胞。液氮罐不是“高壓封閉”的,液氮罐內的液氮每日都會氣化揮發的。

    保持低溫的原因:液氮在氣化的過程中帶走熱量保持低溫。

    還有一個原因是,液氮罐蓋一般是多孔泡沫塑料材質,導熱係數也非常低,有效阻隔出口處的導熱。

    液氮能降溫是因為常溫常壓下急速蒸發帶走大量熱量,但是封閉在高壓液氮罐裏時並不能蒸發帶走熱量,而且在高壓下保存溫度比常壓更高,而且由於熱力學第二定律逐漸升溫至常溫,直至喪失保溫能力……

    “液氮罐靠高壓封閉的環境升高了液氮的沸點而將氮保持液態,根據熱力學定律,液氮罐裏的溫度也應該是常溫啊”。

    其實所謂的液氮罐子並不是單單靠高壓封閉的環境保持氮的液態,因為氮氣液化存在臨界溫度-147℃,超過臨界溫度,無論加多大的壓力都不能液化氮氣,最主要的是隔斷液氮的熱傳導方式。也正因為存在臨界溫度,所以不可能存在常溫的液氮。

     

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