液氮降温的原理是什么?

问题描述:

液氮降温的原理是什么?
如果给氮气加压,它变成液态,但是液化放热,它温度肯定会升高的,所以液态的氮温度不一定很低吧?那怎么降温啊,汽化吸热?别的气体也会啊.我晕了.
1个回答 分类:物理 2014-10-08

问题解答:

我来补答
首先更正一下,氮气液化放热,因此液氮的温度很低!你知道液化放热,但认为液氮温度会升高,这是错误的!应该这样理液化放热,是指氮气从气态变为液态时会对外放热,因此自身温度降低,外界温度升高;汽化吸热,是指氮气从液态变为气态时会从外部吸热,因此自身温度升高,外界温度降低.
至于为什么选氮气,原因在于它的沸点较低(二氧化碳的沸点较高,虽然也可以降温(干冰),但制冷效果跟液氮没得比)且比较便宜(稀有气体的沸点更低,但成本太高).
再问: 液态的氮温度一定很低吗?给同体积氮气降温或加压,都使其变成液氮,那2种液氮的温度是一样的吗?
再答: 你可能是自己把自己弄糊涂了! 首先纠正两点误区: 1.只要温度足够低,任何气体都可以液化;但单靠加压却不能使所有气体液化! 2.要区分开“液氮本身的温度”和“液氮汽化时外界的温度”这两个概念,当然前者并不一定很低(取决于压强),但后者肯定很低! 关于第一点,涉及到“临界温度”概念:能使气态物质液化的最高温度就是临界温度。换句话说,就是当外界温度在临界温度以上时,无论怎样加压都不可能使气体液化。比如氮气,它的临界温度为-147度,常温下单靠加压不可能使其变成液态!必须要先将温度降低到-147度以下,再通过加压的方式使其液化! 关于第二点,在压强不是很高的情况下(比如临界压强),液氮的温度很低(如果不维持低温的话则会气化);但在压强很高的情况下(比如钢瓶的压强可达15MPa),液氮的温度并不是很低,可以达到常温而保持液态(此时,如果在无热交换的理想状态下,你把手伸进液氮不会感觉很冷)。你肯定又会想,那液氮的温度不低,怎样来降温呢?液氮是靠迅速气化时吸收大量热量而使外界降温的。所以,如果释放钢瓶压力,钢瓶的温度会很快降低,这并不是因为钢瓶里的液氮温度低,而是因为液氮气化吸收外界入量而使钢瓶温度下降。 有没有想明白呢?
 
 
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