冻干技术基础知识⑶

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冻干技术基础知识⑶

上海东富龙科技有限公司 张耀平

第三节  气体和蒸汽

  Q0 x# `, {; A$ v7 U气体和蒸汽都是物质的气态状态，物质的临界温度可以作为判断气态物质是气体还是蒸汽的标准。当温度高于该物质的临界温度时，该物质的气态称为气态；当温度低于该物质的临界温度时，该物质的气态称为蒸汽。
为此必须介绍一下物质的临界温度和临界压力。气体的液化温度是与压力有关的。气体的压力越小时，则其液化温度越低；随着压力的增加，气体的液化温度也升高。对于某一种物质的气体，有一个固定的温度值。超出这个温度时，物质只能处于气态，无论加多大的压力也不能使其压缩成液体，这个温度就称为该物质气体的临界温度。在临界温度时使该气体液化所需要的最小压力，称为该物质气体的临界压力。一些物质的临界温度和临界压力见表七。
表七  一些物质的临界温度和临界压力

6 |3 c/ K  h3 s" c( a: u( U* j


5 U, m9 \) m9 N5 O) u2 e! d0 v物质名称

  临界温度℃

5 c* p- t) x, T* Z4 y( R临界压力(绝对大气压)
4 Y' q9 m: {: l5 f) M8 Q/ m

    氨
5 D1 P0 w/ J! A9 @/ L
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" T- |* Y& j) o' i  z+ r
         112.3
) d, Q  g0 T) l0 e2 f
" X$ ^& w# q0 t' ~0 l
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    氮

      －147.13
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. C1 X& A/ ~. q+ h# Z$ ?    氧

      －118.82
+ O; A( @/ b9 a* ^
         49.71


    水蒸汽

$ ~  d" o. a+ a; B8 B) W% l      374

6 I" L  G; P8 B" o7 G; I. D         58.22
" s6 b+ M, A8 h+ H% P1 I

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      111.5
/ {& I- J7 N9 w0 j: J8 F
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4 M8 I8 g1 u: ^5 O, S    R22
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( D7 {5 `/ ]& w6 @! z; V: v3 y      96

: d4 d2 _( d" u2 t         50.3
一般的室温大约15～25℃范围之内，O2、N2等临界温度远比室温低，因此可以称它们为 “永久”气体或不凝集气体；二氧化碳的临界温度接近室温，所以不能当作永久气体；水蒸汽的临界温度超出室温，因此称为蒸汽。但气体和蒸汽是相对的，它决定于温度，当温度高于水的临界温度时，水蒸汽也可以称为气体了。
任何液体物质，当在一密闭容器内蒸发时，达到一定的程度后，液体汽化与蒸汽的液化就处于平衡状态。这时密闭容器内的蒸汽称为饱和蒸气；密闭容器内的蒸汽压强称为饱和蒸汽压。
饱和蒸汽压随温度的升高而增大，随温度的降低而减小。对于同一蒸汽，在不同的温度有不同的饱和蒸汽压。如果饱和蒸汽继续得到热量，则温度将比饱和时的温度高，但压力仍保持原饱和温度时相应压力值，这样的蒸汽称超热蒸汽。
如果在某一密闭系统内，有一个蒸汽源，而该系统内各部份有不同的温度差时，则该密闭系统的饱和蒸汽压由最低的温度所决定，即最低温度所对应的饱和蒸汽压。
平常的大气中含有水蒸汽，是湿空气，它是干空气与水蒸汽的混合物。在一定的温度下，空气中水蒸汽的含量有一定限度，超过这个限度时就会出现雾状。空气温度较低时，水蒸汽的含量较少；空气温度较高时，水蒸汽的含量较多。
单位体积的空气中所含水蒸汽的重量，叫做空气的绝对湿度。单位：克/厘米3（g/m3）。空气中实际所含的水蒸汽重量与同温度下的饱和空气所含的水蒸汽的重量的比叫空气的相对湿度。用％表示。
当空气中所含的水蒸汽达到完全饱和状态（即相对湿度为100％）这时温度称为露点。温度低于露点时，水蒸气就凝结成雾状水滴，并呈露水凝附在一些物体的表面。当温度低于0℃时，则呈冰霜凝附在一些物体的表面。
表八是被水蒸汽所饱和的空气内水蒸汽的含量。例如15℃时横向查10℃，纵向查5℃，12.71g/m3；－8℃时横向查－0℃，纵向查8℃，为2.54g/m3。
$ L2 |: C, ~: `5 b3 h! T, O7 m表八 被水蒸汽所饱和的空气内水蒸汽含量，760mmHg时，克/厘米3 (g/m3)
: N. e& H% O0 C/ W; |- {


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℃

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1.98

1.81

1.68

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3.52

3.24
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" D% A8 {7 R% `1 T$ V8 k1 N2.34


＋0

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$ y9 K, M% H5 `" [7 w% ~) L: [) E
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0 F4 ^1 h( ^8 w6 e6 ~' ?$ M6 D5.92
! P5 d. o# T7 K: b& L9 w& a1 Y, w
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1 q* P1 n& X- K$ ]' D" Y
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0 @9 G7 D! ~) V' Q0 [8.22
/ Q& {- W8 V$ R6 P6 t
8.76


＋10

9.38
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( O$ D- \' f( l9.94
# r4 j$ |- @. p+ s7 A/ ]
# p, M9 q7 A3 N* ]9 s* f: b. O10.50

0 e. k1 ]! n- o11.50
, j; D* P- r: W" b! @2 ?4 J4 O
2 s/ h" A/ J. u" R3 C! _  N11.9
" S- C$ g, e, U. E! D
# L" f- a- \0 {% A0 O1 A4 n12.7

  R9 w4 d, X9 m13.50

14.30
6 |  E$ R; J1 @( D% i1 M! P5 e
15.2
/ |9 a4 t9 d5 z/ m% ?
' U& V' O; _1 V- q) `/ {2 X16.14

* j5 Y0 H& n: E  }5 V) d9 I
＋20
$ O( Q0 q1 h/ ~5 \
+ |5 N+ Z. y! D# U. w6 R17.12
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18.14

19.22

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* Y/ D: ?4 Z, ?6 R
21.55
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22.8

24.11

25.49
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26.93

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# f7 K% P8 W) D  H# a7 O* V# T

＋30
* L9 j, K1 N: o+ Y$ ^& I; h
: E) G+ T- E! _" D1 Y: n" l7 ~+ e0 J30.04

31.70

33.45

& o; j& e8 d* P! ^, ^. L35.28
$ C: G5 c1 G, [  H/ g
37.19

39.19

* s+ b3 i' h. ?  s$ R: n8 Q41.28

43.47
9 u0 q  u# v. V8 Q
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# r" l4 `9 f$ e2 \0 D
48.14

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