液氮?dú)饣容^慢的原因有哪些?

問：液氮為什么氣化的那么慢?

　　今天和朋友在吃飯的時(shí)候，聊到液氮，討論的挺有意思的。液氮罐一般可分為液氮貯存罐、液氮運(yùn)輸罐兩種。 貯存罐主要用于室內(nèi)液氮的靜置貯存，不宜在工作狀態(tài)下作遠(yuǎn)距離運(yùn)輸使用； 液氮運(yùn)輸罐為了滿足運(yùn)輸?shù)臈l件，作了專門的防震設(shè)計(jì)。其除可靜置貯存外，還可在充裝液氮狀態(tài)下，作運(yùn)輸使用，但也應(yīng)避免劇烈的碰撞和震動(dòng)。

　　覺得非常好奇的一點(diǎn)是為什么液氮即使是常溫時(shí)儲(chǔ)存在一個(gè)敞口的鋼瓶里，都能保持液態(tài)，而不是迅速氣化掉。液氮罐使用過程中要經(jīng)常檢查。可以用眼觀測(cè)也可以用手觸摸外殼，若發(fā)現(xiàn)外表掛霜，應(yīng)停止使用；特別是頸管內(nèi)壁附霜結(jié)冰時(shí)不宜用小刀去刮，以防頸管內(nèi)壁受到破壞，造成真空不良，而是應(yīng)將液氮取出，讓其自然融化。這是為什么呢?

　　在生活中，打火機(jī)要是不小心裂開了，里面的液體就會(huì)很快的氣化了;還有煤氣瓶里的煤氣，一擰開閥門就馬上氣化膨脹(inflate)，有煤氣通過(tōng guò)導(dǎo)管出來。所以在印象(yìn xiàng)中，液化氣體(gas)**起碼要密封(seal)加壓保存，爆炸危險(xiǎn)(Danger)是**常見的了。

　　希望大家能跟我說說為什么液氮能裝在一個(gè)一個(gè)敞口的鋼瓶里吧，謝謝了。

　　另外：本人是數(shù)學(xué)專業(yè)(zhuān yè)的，對(duì)液氮是非常外行的，需要解釋的淺顯點(diǎn)哦。



　　回答1：

　　1 打火機(jī)跟液化氣里都是壓縮氣體，當(dāng)然容易汽化

　　2 液氮表面積還是不夠大，你把它倒到地上看看多久汽化

　　3 熱傳遞速率(rate)問題，空氣傳熱速率慢，倒到一個(gè)熱表面立馬沒了

　　回答2：

　　液氮灌裝時(shí)應(yīng)該都是低溫高壓的，零下近200℃，這樣的話你找個(gè)容器(container)裝起來，往里面倒入液氮，可能剛開始時(shí)由于溫差較大，倒一點(diǎn)進(jìn)去馬上氣化了，要是大量倒入后就能得到敞口下的液體氮，因?yàn)槿萜鬟€有周圍空氣都被液氮降溫到很低溫度（temperature)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(shí)地面(ground)不會(huì)立即有雪花，等地表溫度降下去了，慢慢的就會(huì)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(yī)院用的液氧(Oxygen)還是消防用的干冰，都可以像液氮一樣儲(chǔ)存了?

　　我曾見過我一老同學(xué)用勺子把液氮舀出來給我看，太震驚了。液氮罐

　　另外，積雪是因?yàn)橹車目諝夂偷乇淼臏囟龋╰emperature)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零下近200度一下子變成室溫啊，那差距太大了。

　　我覺得液氮?dú)饣男再|(zhì)非常特殊，應(yīng)該是液化后分子結(jié)構(gòu)上甚**原子結(jié)構(gòu)上有很大變化造成的，我只是猜了。

　　回答4：

　　我見過**震撼的是把液氮倒到勺子里。而我們根本不可能把家里用的煤氣(Coal Gas)，打火機(jī)里的丁烷倒到一個(gè)不密封的容器里，就更別提倒到類似于勺子的敞口容器里了。我們注意(attention)到一個(gè)事實(shí)是：非常多氣體(gas)液化后都是密封加壓保存的，原因是由于密封和容器吸熱，內(nèi)部部分氣體氣化，使得內(nèi)部壓強(qiáng)增大，**后使得壓強(qiáng)與液化氣體的熔點(diǎn)沸點(diǎn)升高從而達(dá)到一個(gè)新的平衡。而在實(shí)驗(yàn)室(laboratory)里，一般情況(Condition)下液氮的儲(chǔ)存卻沒有密封加壓保存，甚**可以倒到熱水瓶里;此時(shí)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?dú)?Nitrogen)被液化后，在分子甚**原子的某些結(jié)構(gòu)上有了改變，使他具有了某種不穩(wěn)定的惰性，導(dǎo)致液氮在200多度的溫差下對(duì)熱量(Heat)差別不敏感(感覺敏銳)。可沒有具體點(diǎn)的依據(jù)支持我這個(gè)想法。

　　一個(gè)數(shù)學(xué)科班的討論一個(gè)物理化學(xué)方面的問題，純真是興趣，得到滿意結(jié)果后散金幣，哈哈。

　　回答5：

　　氣體液化一是加壓液化二是低溫液化還有都用的。像打火機(jī)的燃?xì)狻⒓矣妹簹?Coal Gas)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(Insulation)層的鋼瓶中不會(huì)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(dǎo)實(shí)驗(yàn)（experiment)時(shí)就遇到過。平時(shí)我們用杜瓦瓶盛液氮。7-8月的**，我用熱水瓶裝液氮，嘗試做冰棍!用不銹鋼勺子舀液氮，當(dāng)時(shí)驚呆了! 現(xiàn)在回想起來，跟空氣分壓，空氣濕度，雪花保溫結(jié)構(gòu)有關(guān)。不必大驚小怪。

　　回答7：

　　我們?cè)?jīng)實(shí)驗(yàn)（experiment)課上提植物(plant)組DNA時(shí)，用液氮來研磨菜葉，把液氮倒入研缽時(shí)就瞬間只剩白霧了(可能液氮升華了，白霧是水蒸氣(簡(jiǎn)稱水汽)液化形成的)，所以可能是表面接觸面積不夠大才汽化的比較慢。

　　回答8：

　　這里存在著物質(zhì)相互作用后有產(chǎn)生相互保護(hù)的問題(Emerson)，有兩方面的原因，一是空氣中的水在液氮表面成固體，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?dú)猓瑢?shí)際上在液氮表面周圍由于溫度低造成有較高密度的氮?dú)猓蚕鄳?yīng)地阻止了氮?dú)獾膿]發(fā)，同樣有一定的保護(hù)作用。液氮罐