使土改变成账户处于外汇饱和状态态 要加多少水

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&&关于计算水的蒸发速率的公式——(水蒸气之谜之六)
关于计算水的蒸发速率的公式——(水蒸气之谜之六)
本帖原为“海水……”帖http://emuch.net/bbs/viewthread.php?tid=5018288(水蒸气之谜之四)第7楼内容,一方面在一个帖子某一楼的范围里讨论这个题目未免已经显得太大。还要和其他的内容挤在一起。就更不容易说明白。再说,在那个“海水……”帖里,系统已经不容许再作修改。所以就只能另起新帖了。
水在常温下的蒸发速度到底是多少快慢?在科学如此发达的今天,却仍然是一个模糊不清的概念。没有人能讲得清楚!
现在的地球人类,从小学开始就学到了,为了加快水的蒸发,可以采用加热。增加蒸发的面积和提高液面外空气的风速的办法。所以,凡有问到水的蒸发速率的时候,回答的人总是会说还要考虑这个因素,还要考虑那个因素的。无法举出一个确定的计算或测量的准则,几乎没有人能列出一个清晰明了的数学表达式来。
然而,水的蒸发速率的问题在工程技术上却有着十分重要的意义。例如估算:游泳池多少天需要添加多少水、水库的补水量应该控制在什么尺度;此外在现代技术中核反应堆的冷却和意外保护、在电力动力的汽车、在燃料电池的制造中;在建筑混凝土的浇灌中控制混凝土中水分的蒸发、在农田的灌溉中都要涉及水的蒸发速率的控制和水分平衡的计算,在制造医药和食品、奶粉等技术中采用的真空干燥冷冻技术,以致在化妆品、皮肤保护防止水份流失的方面,水的蒸发速率都是首当其冲的重要控制内容。
果然,在每一个具体的工程应用方面,因而都确实有一批对应的经验公式,实验分析的模型等,但关于水的蒸发速率的总体描述却依然停留在大部分人在小学时学到的——可以采用加热,增加蒸发面积和增加液面上的气流速度可以加快水的蒸发——这样,简单的、粗糙的层次上。
水蒸气在地球大气中的含量只有千分之一不到,但是水发生相态变化的蒸发和凝结两过程却是地球气象变化的最主要演员。
所以,正确地了解水的蒸发和凝结过程机制,对于气象学里研究天气变化,台风 的形成机制,暴雨的成雨原理等都是十分重要的理论依据。
然而即使在气象学里,对于水分的蒸发过程和速率,对于海水究竟是怎样的一个蒸发过程,至今仍然还是一个模糊的概念。难怪全世界的气象台,对于什么时候会起台风或飓风。什么情况下会下超过100毫米的大暴雨,始终只能做事后诸葛亮。
人类已经到达了上天入地的科学时代。在面对这样广泛的研究需求的面前,水的蒸发速率在学术上却还是一个模糊不清的概念。难道不能让人感到不能理解吗?
以至于,我们可以在百度、搜狐等网络上轻易地搜索到几十条诸如:“在太空中的真空里没有了对流一杯开水还会冷却吗?”“和空气温度相同的水还会蒸发吗?”这一类奇奇怪怪的、令人啼笑皆非的问题。
水的蒸发速率果然是那样难以琢磨、难以量化、难以用数学表达式来表达吗?
肯定不是的!
未完,请继续看二楼到五楼的内容!
论文超出民科的理解范围
哈哈,抬举我了。谢谢!
很高兴能看到有人在做关于水的蒸发速率的实验。我们可以讨论讨论。
但是,似乎你的实验只是理论模拟。
所以,要仔细一点,因为其中的陷阱很多。
如果你只是为了读研而稿一个模型的话,那么怎样做、怎样的结论都无所谓,只要你的导师通过就可以了。
这个蒸发速率的问题,如我所说,这是一个世界之谜,论文审核的时候,不会有人比你知道得更多。但是,世界之谜有它成谜的客观原因,一旦真的揭开谜底,应该是一个轰动世界的答案。
如果你的论文的结论没有达到这个境界,也许你的模型设计并不对路。从另一个角度来看,你失去了一次一举成名的机会。The choice is yours.
我因为是一个退休了多年的老人,早就失去了再做详细的实验(不是理论模型)的机会。所以,写这些帖子,目的就是希望有人可以接棒继续研究下去。最后结论是在湿度较低时,蒸发速率湿度与饱和湿度之差的平方成正比,在接近饱和蒸汽压时为线性关系,相信你这里指的湿度是相对湿度,注意相对湿度是一个间接的量,而且相对湿度和温度的变化也有密切联系,所以我在上面的讨论中是采用了绝对湿度的概念(绝对水气压强的概念)。
而绝对湿度到目前为止,还没有可靠的快速的测量技术可以让你使用。这就是我上面所说到的陷阱之一。
你的最后结论,在我看来似乎简单了一点。我有一个图表可以提供给你,其中包含了从高温到低温,从饱和到低湿度条件下的全系列蒸发速率的分布。希望和你的结论不是矛盾的。
本来想在这里把图贴出来,但是,还是等你回复之后吧。
事实上,我已经设计了两个和水的蒸发速率有关的仪器。一个是高精度的新型湿度仪(这个我有另一帖介绍),一个就是精密水蒸发速率仪。
水的蒸发速率,实在太快,快到几乎没有现代手段可以测量。所以,我真的很奇怪,你是怎样得到你的结论的。有实体的实验设备支持吗?
我看到有人用下滴的水柱来测量水的蒸发速率的方法。其做法是,
在一个恒温系统中,有一个可以恒温控制的水箱,水箱的下方有一个水的滴出口,滴出口的下方大约10毫米的地方是一层石油烃,滴下的水汇集到石油烃以下的水箱中,再通过管道加热并回输到上面放水的水箱,所以当调整水的流量的时候就可以使下滴水形成一个圆形的水柱。因而可以制造出一个水的几乎恒温的又固定不变的蒸发面积。这个装置是密闭在一个可以抽空的容器里。当没有抽气的时候,空间一定是饱和的。于是开始抽空,当抽空到一定程度的时候,水柱就会因为蒸发过快而发生沸腾。调整抽空的速度使水柱始终保持良好的光滑表面。这样,计算水箱的最初的总热量,以及滴下的水的总热量就能推算出在初始温度和一定水柱面积的条件下有蒸发过程所带走的热量,再通过蒸发潜热来推算出水在这样的条件下的蒸发速度或速率。不知您的模型是否相似?
我的蒸发速率仪构思和这个方法不同,是一个静态(平衡态)的装置。被测定蒸发的水不发生流动,所以测量简单而方便,通过恒温系统的精确调节,可以调整到大部分的实际湿度状态。通过系统的恒温电量的精确度量,就得到精确蒸发速率测定值。还没有申请专利,你需要的话可以提供给你。设备很简单,一般的理化实验室都有条件加工制造出来。
好的,太感谢了你了,我现在就是需要这样一个数据来验证我的理论,我知道蒸发深v率问题的确是个比较难搞清的问题,我的在接近平衡态时是用了简单的非平衡态热力学和简单的统计力学知识,而在低湿度时是用的传质理论解决的,本想通过两种情况学普朗克的来个插值的 我的湿度概念是绝对的概念,谢谢你啊&&求分布图啊
以下的引入内容是半年前我在地震坛发表的帖子,拷贝到这里仅供参考。
另外你的模型,我有一个看法,这同样也是我没有十分搞清的讨论方向之一。
就是水蒸气本身的分子结构的问题。
现在的最新前沿研究已经很确定,水分子在气态条件下不存在单分子结构(这个中科院和复旦量子化学系都有好些项目和论文,国外的更多)从这个结论的一个简单解释就是水蒸气本身是一种混合气体!
我们研究的水的蒸发速率,无论在低湿度条件下的时候还是在高湿度接近平衡态的时候,就有一个水分子蒸发出水面之后是向混合气体中的哪一种成分转化的问题?在高温条件下和低温条件下转化方向是否相同的问题?因为前沿研究尚没有详细结论,所以我也不好说。
所以,我的蒸发速率的分布是统算的实验结论,立足于水蒸气的各种成分是一个自然的、动态的平衡,其中的能量交换过程,我就不需要计算了。但是在你的模型中似乎不能不考虑这点。然而,你还缺少前沿研究的最新结论的支持……。
另外,从你所提到的论文结论,我没有看到实际的蒸发速率的实际数量级表达,这在我看来是研究蒸发速率的主题。水的蒸发速率,究竟是高速蒸发还是低速蒸发。这似乎比和哪一个成什么比更加重要。
我的所有的实验和结论都是指向水有一个极高速的蒸发速率,这和我们通常的认识完全不同。
由于高速,所以大气层必然是饱和的。这个推论又和现代气象学的研究基础相违背。
也就是说,如果你的结论也是一个极高速的蒸发速率的数量级,那么整个现代气象学的立足点就是错的。
这个问题就不是一点点大了。《水蒸发速率测定仪》本人最新设计
水蒸发速率测定仪简介
  水在常温下的蒸发速度到底是多少快慢?在科学如此发达的今天,却仍然是一个模糊不清的概念。
  现在的地球人,从小学开始就学到了,为了加快水的蒸发,可以采用加热。增加蒸发的面积和提高液面外空气的风速的办法。但是事实上,常温的水还可以通过从液体内部吸取热量来完成蒸发过程。所以,常温下水的蒸发究竟是多少快慢,至今没有人能讲得清楚。
  凡是有讨论到水的蒸发速率的时候,总是还要提到需要考虑这个因素,考虑那个因素的。几千年来,对于水的蒸发速度(速率)从来没有一个确定的计算或测量的准则可言。
  而在工程上也仅有一些经验公式,例如可以估算游泳池多少天需要添加多少水,水库的补水量冬天或夏天各应该控制在什么尺度等,但都是极其粗糙的估算。
  水的蒸发速率的难题还在于,似乎只要能量提供充分,水的蒸发速率似乎是无限的。因为在现代技术里几乎不能制造出足够大的恒定能源提供系统来支持进行水的蒸发速率的实验分析的稳定进行。
  通常,蒸发和凝结是两个逆过程,从测量蒸汽的凝结速度也可以得到水的蒸发速率的真值,但是,除了100摄氏度以上的水蒸气,人类至今也没有能力制造足够实验用量的常温纯水蒸气的能力。而即使是100度以上的水蒸汽,它的最高凝结速率是多少,也从来没有实验结论!
  蒸汽的凝结速率还是如核电厂等核意外保护设施的久久未能解决的尖端攻关课题。日本311地震后的核电厂烧毁事件!就是当今世界范围里,前沿科技在水的这一基础物理特性从理论研究上的苍白和实践测量技术上的匮乏的深动写照。
   水蒸气是地球大气的重要组成成分,常温(0-30度)的水的蒸发和凝结过程是地球气象变化的主要演员。也是人类生活中与水最为密切相关的内容。解开测定 水的蒸发速率的世纪难题,测定在各种大气环境条件下水的理论蒸发速率和实际蒸发速率,无论是对于研究天气变化的气象学,理论物理学,理论化学都有十分重要 的决定性影响。对于人类能更加理性的认识水的蒸发过程,无论从居家到国防科研,从洗脸皮肤保湿到航天技术都是一个重要的挑战性课题。
  事实上在工农业的生产实践中,一再地发生需要计算蒸发(或凝结)速率的课题。本发明人在网络环境中,不止一次地运用我本人的对于水的蒸发过程的理性认识,成功地帮多位网友解决了现实项目课题中关于控制蒸发(或凝结)速率等各种无从寻找参考资料的难题。
  看到测量水的蒸发速率的现实意义,本发明人根据自己的理论研究,设计出了一个可以在精确的可控制条件下恒定速率的蒸发环境,从而使水在任何状态下的蒸发速率的精确测定成为可能。
  从理论上和实际设备上同时突破这一世界难题。填补这一经典物理学中的理论空白区域。请把您的邮箱告诉我,我的分布图发到您的邮箱去。可以从这里的短消息发给我。
而在低湿度时是用的传质理论解决的,关于传质理论,我想我不应批评太多,水对于人类是一种特殊的液体。我不能说水的扩散和其他的液体不一样(肯定是一样的啦)但是水对于所有的实验者来说,都有一些容易忽视的客观背景。没有一种液体可以像水一样地布满全球。也就是说水和地球的大气是处于一种平衡态的。这个平衡态通常容易被忽视。
我们可以看到在菲克定律里只把气液界面之上的空间认定为有一个浓度梯度。对于大部分的其他液体,在做实验的时候必然是在一个密闭的系统中,这个浓度的梯度我们可以设想是成立的。但是对于水就比较复杂了,简单地想一下,就可以发现,对于蒸气会发生饱和的情况在菲克公式里没有考虑。其他的和扩散相关的公式或经验公式都没有讨论饱和的问题。
也就是说这个梯度或者说均匀的梯度并不存在,这样这个扩散的过程就必然地可以划分为两截,一截是从液体到饱和空间,另一截是从饱和界面到零蒸汽空间。
而菲克定律只能适用于后面一截空间里的理想情况。
对于实际的水,水蒸气几乎都需要讨论前面一截里空间的情况,在这样条件下,不是扩散的问题了,而是等压的气体在压力驱动下的移动(扩张)规律。
这一个观点可以从简单的实验得到验证,网上也有不少讨论。实际上所有的气液界面都有这个问题。你搜索一下吧。
不知道我的这个想法能对你有用吗?
感谢你.你的看法对我很有参考意义.我会进一探索和思考的.我的邮箱..再次感谢
让你久等了。我不巧住院动手术,10天。刚回家。
这个图是按我的测定结论描绘的,精度比较模糊,所以只是一个示意图。
我是以大气条件(100度沸点)为测定背景的,如果是在其他的状态,例如火星或月亮上,坐标系就不一样,量级也会不同,但图像应该是相似的。
真的谢谢啦& &您老要注意身体&&最近我也太忙了 好久没来这个论坛了&&我最近改了好久的论文&&由于传质理论本身的缺陷所以我已经放弃传质理论建立了基本的基于麦克斯韦分布的微观蒸发速率公式&&过几天发给你看看哈 我宏观上是使用的非平衡态热力学的唯相方程解决的&&由于非平衡态热力学目前只有在线性区才能求解 所以我第一个公式是在接近平衡态时才成立的,经过演算我发觉我得到的方程算出的饱和蒸汽压方程与克拉伯方程具有刑事一致性,其方程也和经典的道尔顿方程一致,不过由于考虑风速实在太麻烦 所以我考虑的是在没有风速的情况下的&&另外我根据微观麦克斯韦分布得到的理论模型只是猜想 由于不同的液体 不一样所以不好验证&&只先好作为猜想了
大自然环境下的蒸发速率由于环境比较复杂 所以个人认为最好是使用Shammiri和Sartori的模型,这个是由实验得到的,所以感觉在复杂的自然环境下还是实验来得简单和直接,如果为了预测而想搞清楚原理精确求解 那和天气预报难度一样了,而我研究的东西是实验环境下的,也就是说我是忽略了风速影响的。但是我得出的公式没有模型参数 所以不用试验就可以算出蒸发速度的
我想,我们讨论的水的蒸发速率,只能是没有风速的静态环境。
从传质理论转到麦克斯韦的微观蒸发速率,我不认为是有任何实质上的改变。因为这两种理论几乎都建立在一个不存在的——从液体到真空的扩散(或逸散)过程的基础上。这个环境实际上在宇宙间不存在,所以讨论的结果并不符合几乎所有的、他们认为是支持他们学说的实验结论。
从克拉帕隆方程,可以简单的求得水在任意温度下,相对于真空环境的蒸发速率(最高蒸发速率)。
但是,对于非真空环境就只能是一个猜字。其原因是这个最高蒸发速率实在太快,快到没有人“敢”相信。按照这个最高速率,所需要的能源提供的速度几乎和一次爆炸相差不多。(我想你如果算过,就同意我的观点)
Shammiri和Sartori的模型我不了解,不过这个课题,如果你想使用别人的实验结论,那么可以简单的断定,你不会得到你想要的真实结果。
我上面的固定容积里的水蒸发速度 变化图,不是太精确,但是其数量级大致上还是符合的。
我已经设计了一个“稳态的,任意温度和任意湿度条件下的蒸发速率测定装置”。
(温度范围可以从0-200度,湿度范围大约在50%-90%之间)湿度再小的话,因为蒸发速度太快,能源设计太困难了。
以后或许可以从反向的蒸汽凝结为水的速度来设计,但这个,可是现代核电工业核意外保护的重店课题,日本福岛的事故就是他们没有解决好这个难题(应该是认识问题为先,没有认识,何来解决方案!)
如果你“决心”要把这个蒸发速率搞出来(不可否定的,一锤定音的)我可以把我的实验装置的设计方案介绍给你。
关于风速的影响,其实,无论做什么都是“会的不难,难的不会”
风速对蒸发速度影响之所以认为复杂,实际上是对于风在蒸发过程中的微观过程的理解错了。
从道尔顿定律我们可以十分简单的否定,“风”(其他气体的移动)会对蒸发过程有丝毫的影响。但是风确实影响着蒸发速度。于是结论便是如今的从麦克斯韦提出的蒸发模型本身就是错的。
其实解决的方法很简单,今天保留一下,下次在说。
水蒸发后在液面上方的分子不会马上扩散而是会成一定的聚集,空气之所以会流动影响蒸发是因为周围低浓度的气流冲淡了聚集在上方的蒸汽分子,使得蒸汽浓度变小 于是宏观上就加快了蒸发
这一段的表述,我绝对地无法同意。
在这一段里,什么一定的“聚集”,周围低浓度的气流“冲淡”了……。
都是无视气体基本性质的瞎扯!
虽然我知道,这时主流的经典的观点,但是,必要的话,我们可以用实验来证实。来证明这种观点或描述是错的。有兴趣吗?
气体的基本特性是什么?在这两个表述中,还怎样体现呢?
根本就是把气态的分子当作悬浮物了。
允许吗?把气体当作悬浮物?
当然不可以!
所以,不管是麦克斯韦还是谁做了以上解释,错了的最后还只能是错了。
如果你认为我的否定有道理。
那么我告诉你,那些简单的解决方法。
继续卖一个关子。
我的邮箱:
谢谢你的指点,如果能够,请解释得详细一点。或者可以邮我
你的意思是不是,加了动力学项之后,蒸发速率就会变慢了。或者说大气就不会饱和了?这点对我很重要。
另外,我再四面看看。
再次谢谢你的指点。
请说明具体需要计算的场合。
蒸发的速率应该是单位面积的蒸发量。但是蒸发量用摩尔表示太抽象,所以可以用气态方程把摩尔换算成水的体积,就可以得到每秒多少毫米的液面下降速度。这样就很直观,容易联想。
通常我们泡一杯滚茶,不到3分钟,液面总要下降3-5毫米。那是因为温差大。大气虽然是饱和的,但是对于80-90度的水来说却是远不饱和,所以就会发生高速的蒸发现象。
注意只有水温高于气温时才能发生正向的蒸发过程,水温低于气温时水的蒸发是负向的即以凝结为主。
所以如果水温是30度,气温是-15度,那么水的蒸发也是相当快的。5分钟里液面可以下降2毫米左右。
谢谢关注,
注意到你是特意注册了来提问的,很荣幸,有什么疑问继续提。
想了一下好像你的问题和我们讨论的方向有差异。
每小时摩尔,应该是在热工类的概念中的量词吧?
这个蒸发速率实际上是指锅炉类的环境里蒸汽的产量。
在这样的条件下,锅炉内部的水蒸气压力是处于加压和饱和状态的,这样的条件下蒸汽发生的实际前提是有用气户的存在。然后,根据锅炉的燃烧条件每小时能提供或交换多少能量,由此得到锅炉的产气量。没有用户,锅炉的煤烧的再多也不能生产出一个摩尔的蒸汽来。
然而,在我这个帖子里,是指水的自由蒸发状态,就是在能量供给无限条件的下,由水面上方的水蒸气压力和空间的水蒸气压力的压力差所引起的蒸发过程的蒸发速度。
这里能量无限的概念包括:水可以从水的内入吸取能量,以降低水的温度甚至结冰来提供蒸发的过程。
能量无限的概念比较难以理解,但是,因为水的蒸发和凝结是一个动态平衡的过程,所以可以反过来思考比较容易想象。
假设锅炉里的气压是12公斤,而且,储气量是无限的。现在把锅炉的蒸汽管直接通到一个出口直径为10米的大喇叭口,并且反插到摄氏零度的大水池里。问当达到平衡的时候,水面的位置是在喇叭口直径是多少的地方?我们假定管道里的送气速度是可以无限提高的。
还是很难想象?
核电厂的意外冷却系统,一旦核反应失控,核电锅炉的产气量就会突发性的上升以至核电锅炉的爆炸,,所以就需要有称作疏水系统的保护,这个时候,用冷水来吸收水蒸气,冷水的喷晒速度需要多少规模?这就是实际问题了。
日本311福岛地震,就碰到了疏水系统设计能力不够的问题。
水的蒸发的快慢在空间未饱和的条件下,取决于空间里的水蒸气的分压力和当时温度下的饱和压力的比值的大小。和空间的总压力的关系不大。
但是空间的总压力会影响到水的沸点。例如到了0.5大气压时,水的沸点就是只有80度左右了。到0.1大气压时沸点就只有50度左右。
但是沸腾的时候并不代表蒸发加快了,只表示在液体的内部也可以发生气化了。在沸腾的条件下蒸发的快慢取决于外加能源的供热能力。
你的 -0.1MPa ,我不太明白。0.1MPa 是一个大气压,负0.1MPa 是什么意思?真空度通常用大气压的负指数的方式表示。
-0.1MPa就是差不多负一个大气压,实际压力可以看成绝对真空,我想知道绝对真空下水的蒸发较空气中能增加多少
一般而言,通常用一个水冲的抽气管,大约可以抽到负2次方的真空度,一般机械泵可以抽到负4次方的真空度,高真空扩散泵可以抽到负7次方的高真空。这是人工制造的真空的极限!宇宙空间理解为负9次方的真空度(并且同时理解为是水蒸气的饱和状态)。
宏观宇宙中并不存在绝对真空!只存在所有气体、液体、固体的饱和空间,这也就是零下273度的宇宙空间环境。
水的存在必须在609帕斯卡以上(三相点,对应的温度是摄氏零度,对应的真空度是负4次方),低于这个压力的条件时水的液态不存在。只有固态和气态。所以这时只有冰的升华,没有蒸发过程。
再重复一遍,蒸发的速度和总压力无关!只和水蒸气的分压有关。
你所谓的真空是指总压力,所以是无关的。
答非所问,要是没关系,为什么要有真空干燥
你没有问真空干燥啊!
再说你的“负”大气压实在让人无法理解,气体压力永远是正值,不可能出现负值。压力差可以有负值但是压力差和压力不是一个概念。尽管单位相同。
你到底想问什么?
1. 总压力和蒸发速度无关,但是和沸点有关。
2. 沸腾的时候,压力是固定的。这时的蒸发速度,只和加热的能源供给条件有关。
3. 在沸点以下的非饱和环境里,蒸发的速率和液面上方的水蒸气压力差有关(假定能源供给是无限的——液面可以保持温度不变)
所谓真空干燥,基本上控制为上面的第3个状态,不使物料沸腾,也不使物料冷冻结冰。
有些不怕冻的物料,使用真空干燥方法时亦称为冷冻干燥。
一般的食品所采用的真空干燥,需要控制干燥的温度,温度确定了之后真空度也确定了。譬如在摄氏5度的条件下,你不可能把真空度抽到800帕斯卡,而只可能是872帕斯卡。
所以,你提出想以提高真空度来加快蒸发速度,说明你对水的两相线的概念十分模糊。
你的意思是只抽真空的话,仅仅是降低了水的沸点?我们这里只讨论技术,不讨论学术问题.& &实际情况是这样的,我们使用真空干燥箱进行干燥,但未加温,仅使用真空泵抽真空到0个大气压,这种情况下是属于你说的三种情况的哪一种呢?这种情况能较常压下的挥发提高干燥速度么 ?
你好,学术和技术是分不开的,有人以为是学术指导技术,这是错的。应该是技术开发在先,学术或理论上的胡说八道在后。
你说的情况属于我前面说的第二种:
通常的食品真空干燥,所能达到的真空度极低,当真空泵压力显示为零的时候,通常只有负3-负4次方的真空度。 对应的水蒸气饱和压力是1000Pa到100Pa左右,这时的水的沸点相对应的是10到负10度之间。因为泵能达到真空度不够,尽管抽气机一直在抽,但是在容器内部压力不能再降低,容器内部的水蒸气压力于是是是固定的。
这样的时候可以把整个系统看作是一个封闭环境。于是,在这个空间里的水蒸气是处于饱和状态的。尽管被干燥物品不一定有液体水的存在,但是必然是处于水的这个压力之下的沸点上。
于是这里的蒸发速度取决于容器从外界得到热量的大小。得到的热量小,被干燥物品会降温,一旦温度降到沸点以下,这时液面的饱和气压低于容器里的真空度,这样水蒸气分压的差值变成了负值,水分就不可能再继续蒸发。
所以必须对被干燥物品加热,否则被干燥物品就不会再进一步的被干燥。如果绝热条件好,又不加热,那么抽真空一天、两天、一年、两年也不会使物品干燥的快一点。也就是比在常压下不使用真空干燥机还要干得慢(绝热条件好的话)。
提具体的问题,问题说得越清楚,别人越容易回答到位。你如果在实验中遇到了什么问题,不妨详细的描述一下,困难就容易得到解决。
谢谢 ,我明白该处理了,前面不礼貌的地方表示抱歉
根据我们的观察,这个时候的水还是呈液态的,但放开阀门让空气进去后,里面的玻璃壁面会有冷凝水,我想里面的温度应该比外界低,但并没有低于零度.过程中没有观察到沸腾现象,不知为什么?
加热!!!!!
加热就沸腾了!
液体的蒸发是一个需要能量补充的过程。
液体的沸腾是指从液体的内部也开始发生气化。但是沸腾依然是一个消耗能量的过程。如果能量补充不足,仅液面的蒸发已经能够将系统的输入能量消耗殆尽,这时即使液体在沸点也不会发生沸腾。
按照您的情况,真空泵已经到达了抽空的极限,所以这时等于不再抽空,压力就不会降低,真空干燥机内部的温度就不会下降l了。所以水就自然不会结冰。
放入外部空气,因为外部空气温度比内部的高,所以外部空气里的水蒸气就会在容器壁上析出水来。反过来也证明真空干燥机内部确实温度比外界的低。
过程中没有观察到沸腾,就是你的系统绝热太好,外部的能量传到容器内部还不够液面蒸发的需要。当然就不会沸腾了。
加热的结果可能温度会升高半度左右,可以使液体开始蒸发甚至沸腾。但是抽空机在工作,刚蒸发出来的蒸汽就被抽空机带走了。于是会建立一个比不加热的时候略微高一度半度的新的平衡点,这时真空干燥机的干燥效率是最高的。
建议你去借一个高级一点的真空度表,可以测量到100Pa的,并接在真空干燥机上(大约需要在抽空到0之后才能开启的吧),那么你就可以量化地看到水蒸气饱和气压和温度的一一对应关系了。
谢谢 ,您的 解释 很清楚了, 我回头 再改进 下干燥 工艺 ,谢谢
不要客气,能对你的实验有帮助让我十分欣慰。
这个帖子的目的就是想让大家知道,关于水的蒸发的概念,在所有的的教科书里都是糊里糊涂的没有讲明白。:mad:
水的蒸发现象是一个极高速度、极大规模的蒸发和凝结双向的平衡结果。只要有一点点的压差存在(几个Pa的量级)就可以从蒸发变为凝结或从凝结变为蒸发。就让人能够感到蒸发现象的发生。:work:
很佩服楼主的研究精神,老骥伏枥志在千里!
我觉得真空干燥的问题,老先生说法好像有点问题,工程上对于粗真空也就是绝压1KPa以上,常用负压的说法,用的真空表也就是指针式的机械表,表上标的最小值就是-0.1MPa,第二个,现在人工已能达到的真空10^-11~-12Pa数量级的超高真空,扩散泵达到的真空无法如你说的-7级,即使使用硅油。只能加深冷装置,类似低温泵作用。
我重点关心的是水蒸气的气压,对于通指的气压谢谢指点!
谢谢这位虫友,前天就看到了你的帖子。怎么说呢,我没有卖关子。实际上我自己觉得该说的,我都已经说了。也许是分散了一点。但是应该没有什么保留了。
其实,有的时候我也感到不确定自己倒底是在讨论什么。
就像这个主题,“水的蒸发速率”,我在讨论怎样归纳出一个用于可以用于实际计算的公式或一个实际的速率值吗?
显然不是。
应该说我是在推销一种概念,我所谈的蒸发速率的问题,只有在我的这种思考方式或认识基础上才有实际的意义。而这种思考方式是和如今所通行的基础理化观点(或者说科学常识)几乎没有什么交集。
因为没有交集,所以,我如果按照通常的认识角度来阐述我的观点,则每前进一步都要遭到来自对传统理论死记硬背的好多虫子的围攻。从这样的角度,所以我的主题就注定是没有答案的了。
到了现在的这个地步,经常有好些虫友发短信或短消息给我,希望我继续讨论下去,这回您又说我在卖关子。那么我不如把我的一些基本的思考角度大约地在下面描述一点吧。(实在是涉及的面太广,按照我的推测,如果大家能接受我的基本观点,那么往后继续探索的工作量将不是一两个院校的大学生化上十几年的时间所能探得到底的,所以只能大概地提一些)
以本主题为例,严格地说,我是想给大家提示,
1. 水不像我们所以为的那样,是一种不易挥发的液体,而是一种高挥发度的液体;
2. 挥发速度之高,完全超出了人类的想象;
3. 所以我们生活的环境,地球的大气层,无可选择地是一个水蒸气几近饱和的空间;
4. 不仅地球,甚至,外太空,整个宇宙空间也必然是水蒸气饱和的空间。
5. 由此又可以推断,不仅是水蒸气,任何地球上的富有的气态物质,在整个宇宙空间里也是处于饱和状态的。
宇宙空间的温度太低,即使如我所说的饱和状态,也是处于极低极低的空间浓度。这个浓度在目前的技术上是有测定数据的。但是这里是一个我提出的观点,就是说,这个浓度实际上就是这些种气体的饱和浓度。而不是如今所简单认为的只是一个“空间密度”
实际上,因为没有交集,所以,更多的网友的回帖,没有能让我在这几个方面有继续深入探讨的机会。确实,我也为之困惑。
空间水蒸气饱和的想法,可以从彗星的彗尾讨论中得到一点兴趣。
彗尾是怎样产生的?
目前比较普遍的说法是说;冰核在接近太阳的时候因为受热所以发生蒸发了。但是你是学物理的,你能同意在彗核的头部温度可能超过零度而发生蒸发的可能吗?
往后的一系列可以的提问,我不一一写了。反正,我认为什么都说反了。但是如果设定太空中是水蒸气饱和的,那么一切就容易解释了。
这今天就写这些了。我实在是精力不够,我一个人十辈子也写不完。
我谨希望,年轻的虫友中,有志气的,不妨从这个方向攻下去。如果有十几个虫友的配合,我想我们是能把这些被洋鬼子颠倒了几百年的混乱世界重新翻正过来的。
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还是谢谢您的鼓励!
你QQ号多少啊
我有一篇相关的蒸发分析的论文《基于唯象理论的蒸发速率的分析与启示》,虽然还没有全面阐述这个问题。
我发表的论文《基于唯象理论的蒸发速率的分析与启示》,里面恰好和你的观点是一样的呢!
我在第二楼里,已经列出了关于液体的蒸发速度的公式。如下:
&蒸发速度Wo(kmol/h)=140*S*(Pw,s-Pw)*(Mw/2*PI*R*T)**0.5.
显然在这个公式里(Mw/2*PI*R*T)**0.5对于一定温度的水来说是常数。当蒸发面积也是固定的时候。这个式子就可以改写为
Wo=A(Pw,s - Pw)
& && &套用相对湿度理念里的饱和蒸汽压的表达方式,上式又可以改写为
Wo=A(E-e)&
问题1. 如果认为真空干燥的过程中是依然有液态水的存在的假设下。100度的时候是不会有3000Pa的绝对压力存在的。更小的当然更不可能。所以,这个时候实际上已经不存在液态水,所以以上的对于液体的蒸发速率的计算公式已经不适用了。
问题2. 被固体吸附的水蒸气分子,应该说不同的固体吸附的成分是不一样的,这方面是我的分析结论,应该你不会找到有类似的文章。一般说温度的升高容易导致分子团簇的分裂。而小的分子团簇比较容易逸出。所以固定的压力下,温度高对干燥的效果应该会好一点。
先生您好,我的表述不是特别清楚,十分抱歉。是这样的,我们是锂电池行业,在实际工业中,对于极片的烘烤都是在24小时左右。目前真空度的绝对压力有3000pa、100pa和10pa的三种参数设置。按照公式来说,水分的蒸发应该是很快的。但实际过程中保持100℃的温度,整个干燥过程并不是如理论所描述的。我怀疑可能和水的分压有关!实际上即使压力、温度坐标点在水的三相图气相状态中,水的状态完全转变为气相还是需要很长一段的时间。在实际工艺中我们接受这一事实,目前我们所想的是3000pa、100pa、10pa对整个干燥效果与速度的影响,以筛选较优的工艺。以我的理解,这包含三个方面:
1、绝对干燥是不存在的,但不同的压力下会有不同的水分平衡状态,在三种压力下平衡状态的差异是否很大?
2、达到各自的平衡状态,所需的时间长短差异是否很大?具体是哪种工艺更快点?
3、若达到3000pa的平衡状态下,10pa压力所需的时间是否会比3000pa的时间大大缩减?
我对酒精不是很了解,从水的角度给你提供一点个人的猜想。
按照公式Wo=A(Pw,s - Pw)即Wo=A(E-e)
前面是饱和气压,后面是实际的蒸汽压力。
但是,我的所有讨论的出发点是水蒸气的压力是水蒸气家属许多不同成分的压力的总和,目前来说,除了我设计过的水分含量测定仪,还没有任何的仪器可以在实时实地测定出他们的真实数值。
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对于水来说,在温度下降的时候E的绝对值下降得很快。假定是在酒窖的情况,外界的环境从我的观点永远是几近饱和的,所以如果酒窖的温度比外界的低,那么酒窖里面就必定是饱和的(E-e)=0,这样的环境里木桶表面的水分就几乎不会再蒸发。而如果酒窖的温度比外界的高,那么环境的水蒸气压力(饱和压力)就会比酒窖里的饱和气压低,于是(E-e)&0水就会很快的蒸发了。
与此同时,酒精蒸汽的蒸发速度一直是很快的,因为大气里的酒精蒸汽远不到饱和的浓度。即使酒精也和水一样有很陡的饱和曲线,但是大气里的酒精蒸汽不会饱和,酒窖里的酒精蒸汽也不是饱和,所以(E-e)永远&&0,于是酒精的蒸发速度实际上受限于木桶的渗透能力。
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至于你最初提到的在温暖干燥的环境,这里的干燥和我的几近饱和的概念是不同的。因为用现代的湿度表所测定得到的相对湿度(例如RH40%),实际上只是真实的水蒸气气压中的一小部分。而不是全部!地球大气的绝大部分是几近饱和的。
另外,我们人类也同样不能对全部的水蒸气的多少有任何的感觉。通常我们感到潮湿闷的时候,我认为只是真实水蒸气中的某一种成分比例高了。至于这种成分和湿度仪测定得到的是不是同一中成分,有待今后更先进的仪器的诞生和测定了。我只能猜想他们并不一样。
即蒸发速度:水几乎不蒸发(冷时)& 木桶渗透酒精的速度≈酒精蒸发速度<水蒸发的较快(热时)就可以解释上面的现象
而上文说的水的湿度(damp, dry)不是影响挥发速度的因素,即使文中说的是暗指水的分压(damp 指 水在空气中的蒸汽压力较大, dry 指水在空气中的蒸汽压力较小)也只是拉大上面的蒸发速度的差值,并没有影响他们之间的顺序
天气热时,整个木桶比较凉,空气中水的饱和蒸汽压大于实际的水的蒸汽压,故蒸发的较快。
凉时,木桶比较热,空气中的饱和蒸汽压于实际的水的蒸汽压差值太小,蒸发较慢
看来你没有把酒放到酒窖里。
把酒桶直接放在流动的空气中。那么就和你的说法一致了
酒精的蒸发速度一直是很高的,但是取决于渗透速度。而水的渗透速度看来要比酒精高。所以就发生随温度变化的酒度变化了。
谢谢提供讨论内容
求论文啊,引用
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