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  • 真空干燥箱背后的科學

    對于干燥過程,真空干燥箱是任何實驗室中至關重要的設備。探索背后的科學。

    科學研究涉及很多反復試驗。它也涉及解決有時矛盾的問題的必要性。當經過實踐檢驗的方法成為問題的一部分時,就會從一開始就拋出簡單的解決方案。

    例如,真空干燥箱可用于需要干燥但無法加熱的場合。同樣,在移動的空氣摩擦會破壞樣品或過程的情況下。 

    當您需要干燥樣品,微芯片或制劑時,**真正的解決方案是將液體移出而不用  不可撤銷的方式改變物質。對于這一系列復雜的問題,靜水壓力要受到重視。

    繼續閱讀以了解實驗室如何利用物理原理來解決這些棘手的問題。

    真空干燥箱用途

    在實驗室環境中使用真空烘箱進行干燥有兩個主要原因。

    **先是要避免其他形式的干燥帶來的問題。熱量是各種不同揮發物和生物樣品的敵人。干燥過程中引入的氧氣氧化還會導致壽命縮短或某些物體出現嚴重錯誤。

    其次,在處理生物或生物活性物質時,需要**的控制水平來復制樣品。與控制壓力,溫度和氣流的真空干燥相比,其他干燥方法留下的開放變量更多,所有這些都  限制了污染和誤差范圍。

    甲  質量真空烘箱中  采取的猜測樣品制備,并迅速從濕氣引入又名溢出痛苦后從劣化節省昂貴的部件。

    什么是烘干?

    在分子水平上,干燥是從周圍材料中去除水分子。排出水的**佳方法是打開鍵,將液態水轉化為蒸氣,蒸氣將轉移出去,而留下較密的固體和其他液態物質。

    加熱干燥

    通常,這是通過加熱物體來完成的。熱量越高,鍵打開的越多,更多的液態水會變成水蒸氣。訣竅在于產生足夠的熱量以將水轉移出去而不會燃燒所需的材料。 

    它有助于使水易于被激發,并在大約100 C的適當低溫下變成蒸氣。當該材料的熱量過高時,就需要利用水分子的特性。

    空氣干燥

    當熱量不充足時,穿過表面流動的空氣會產生壓力變化,從而影響水的沸點。

    空氣輸入越干燥,效果越好。潮濕的空氣已經被水蒸氣浸透,因此它的拉力較小,可以聚集更多的水。 

    當空氣在物體上移動時,物體會從水的能量中加熱,水的能量從液態轉移到氣態。隨著空氣和表面之間的溫差縮小,這會減慢干燥速度。

    物體的多孔性越強,需要更多的時間才能將物體中的水進一步拉到表面,在那里水可以被釋放,然后被周圍的空氣捕獲。

    表面溫度和空氣溫度之間的理想差會產生分壓差,該分壓差可降低水的沸騰溫度并釋放出殘留在表面的較少能量的蒸氣。 

    真空干燥

    了解熱和空氣流動的概念后,您可以繼續進行真空干燥的過程。 

    只要空氣不潮濕并且在移動,它就會在空氣和表面之間產生分壓差。 

    在低壓氣氛下,水的沸騰溫度從100℃降低。這是空間減壓問題的一部分,在接近零氣壓的情況下,氣壓會大大改變人體內水的沸點,從而使您非常液態的物體迅速轉化為氣體。

    對于真空干燥,您需要快速將逸出的水蒸氣從表面材料中移走,以防止逸出的能量升高表面溫度。

    保持真空,同時還通過系統吹很多空氣是其自身的矛盾。為此,真空干燥箱小心地調節空氣的引入和排出。

    控制表面溫度

    在真空干燥過程中,被干燥物體的表面溫度需要保持接近恒定。如果溫度升高,則會損壞物體,如果溫度太低,則會形成冷凝物,使新轉化的水蒸氣聚結成液體。

    為了補償這些影響,熱源會與周圍的空氣仔細協調地加熱對象。需要通過增加更多的熱量,迅速除去蒸汽并同時引入沿正確方向移動的新空氣來維持每種溫度。

    壓力和沸騰

    壓力的工作方式將物體推在一起。在足夠高的壓力下,大多數物質會壓縮,變成事實上的固體。太陽的內部壓力使得它例如將氣體轉換成過熱的等離子體。

    隨著壓力增加,熱量增加,原子的多余能量轉化為更快的運動。您可能已經聽說過這種情況下的“興奮”粒子。運動更快的粒子會更頻繁地碰撞,并且作用力更大,從而產生廢熱。 

    壓力越低,粒子**移動的空間就越大,并且系統的總能量也就越低,因為粒子發生碰撞的頻率降低且作用力較小。

    在較低的壓力下,較慢運動的粒子更容易逃逸而不會碰撞而產生廢熱。較少的廢熱可以使反應以較低的能量發生,等等。

    專注于更多

    了解靜水壓力原理是了解真空干燥箱如何工作的**。幸運的是,您不必進行繁瑣的數學運算即可確保每次使用合適的設備正確取出樣品。

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