液氮為(wei) 什麽(me) 氣化的那麽(me) 慢?
今天和朋友在吃飯的時候,聊到液氮罐,討論的挺有意思的。
覺得非常好奇的一點是為(wei) 什麽(me) 液氮即使是常溫時儲(chu) 存在一個(ge) 敞口的鋼瓶裏,都能保持液態,而不是迅速氣化掉。這是為(wei) 什麽(me) 呢?
在生活中,打火機要是不小心裂開了,裏麵的液體(ti) 就會(hui) 很快的氣化了;還有煤氣瓶裏的煤氣,一擰開閥門就馬上氣化膨脹,有煤氣通過導管出來。所以在印象中,液化氣體(ti) 最起碼要密封加壓保存,爆炸危險是最常見的了。
希望大家能跟我說說為(wei) 什麽(me) 液氮能裝在一個(ge) 一個(ge) 敞口的鋼瓶裏吧,謝謝了。
另外:本人是數學專(zhuan) 業(ye) 的,對液氮是非常外行的,需要解釋的淺顯點哦。
回答1:
1 打火機跟液化氣裏都是壓縮氣體(ti) ,當然容易汽化
2 液氮表麵積還是不夠大,你把它倒到地上看看多久汽化
3 熱傳(chuan) 遞速率問題,空氣傳(chuan) 熱速率慢,倒到一個(ge) 熱表麵立馬沒了
回答2:
液氮灌裝時應該都是低溫高壓的,零下近200℃,這樣的話你找個(ge) 容器裝起來,往裏麵倒入液氮,可能剛開始時由於(yu) 溫差較大,倒一點進去馬上氣化了,要是大量倒入後就能得到敞口下的液體(ti) 氮,因為(wei) 容器還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,剛開始下雪時地麵不會(hui) 立即有雪花,等地表溫度降下去了,慢慢的就會(hui) 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,那無論是醫院用的液氧還是消防用的幹冰,都可以像液氮一樣儲(chu) 存了?
我曾見過我一老同學用勺子把液氮舀出來給我看,太震驚了。
另外,積雪是因為(wei) 周圍的空氣和地表的溫度和雪的溫度基本上一致了才能積起來,而液氮的表明溫度是從(cong) 零下近200度一下子變成室溫啊,那差距太大了。
我覺得液氮氣化慢的性質非常特殊,應該是液化後分子結構上甚至原子結構上有很大變化造成的,我隻是猜了。
回答4:
我見過最震撼的是把液氮倒到勺子裏。而我們(men) 根本不可能把家裏用的煤氣,打火機裏的丁烷倒到一個(ge) 不密封的容器裏,就更別提倒到類似於(yu) 勺子的敞口容器裏了。我們(men) 注意到一個(ge) 事實是:很多氣體(ti) 液化後都是密封加壓保存的,原因是由於(yu) 密封和容器吸熱,內(nei) 部部分氣體(ti) 氣化,使得內(nei) 部壓強增大,最後使得壓強與(yu) 液化氣體(ti) 的熔點沸點升高從(cong) 而達到一個(ge) 新的平衡。而在實驗室裏,一般情況下液氮的儲(chu) 存卻沒有密封加壓保存,甚至可以倒到熱水瓶裏;此時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,氮氣被液化後,在分子甚至原子的某些結構上有了改變,使他具有了某種不穩定的惰性,導致液氮在200多度的溫差下對熱量差別不敏感。可沒有具體(ti) 點的依據支持我這個(ge) 想法。
一個(ge) 數學科班的討論一個(ge) 物理化學方麵的問題,純粹是興(xing) 趣,得到滿意結果後散金幣,哈哈。
回答5:
氣體(ti) 液化一是加壓液化二是低溫液化還有都用的。像打火機的燃氣、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會(hui) 像煤氣那樣很快氣化。
回答6:
樓主提的問題,1997年,我在做超導實驗時就遇到過。平時我們(men) 用杜瓦瓶盛液氮。7-8月的一天,我用熱水瓶裝液氮,嚐試做冰棍!用不鏽鋼勺子舀液氮,當時驚呆了! 現在回想起來,跟空氣分壓,空氣濕度,雪花保溫結構有關(guan) 。不必大驚小怪。
回答7:
我們(men) 曾經實驗課上提植物組DNA時,用液氮來研磨菜葉,把液氮倒入研缽時就瞬間隻剩白霧了(可能液氮升華了,白霧是水蒸氣液化形成的),所以可能是表麵接觸麵積不夠大才汽化的比較慢。
回答8:
這裏存在著物質相互作用後有產(chan) 生相互保護的問題,有兩(liang) 方麵的原因,一是空氣中的水在液氮表麵成固體(ti) ,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%是氮氣,實際上在液氮表麵周圍由於(yu) 溫度低造成有較高密度的氮氣,也相應地阻止了氮氣的揮發,同樣有一定的保護作用。