液氮氣化比較慢的原因有哪些?

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、液氮運輸罐兩種。 貯存罐主要用于室內液氮的靜置貯存，不宜在工作狀態下作遠距離運輸使用； 液氮運輸罐為了滿足運輸的條件，作了專門的防震設計。其除可靜置貯存外，還可在充裝液氮狀態下，作運輸使用，但也應避免劇烈的碰撞和震動。

　　覺得非常好奇的一點是為什么液氮即使是常溫時儲存在一個敞口的鋼瓶里，都能保持液態，而不是迅速氣化掉。液氮罐使用過程中要經常檢查。可以用眼觀測也可以用手觸摸外殼，若發現外表掛霜，應停止使用；特別是頸管內壁附霜結冰時不宜用小刀去刮，以防頸管內壁受到破壞，造成真空不良，而是應將液氮取出，讓其自然融化。這是為什么呢?

　　在生活中，打火機要是不小心裂開了，里面的液體就會很快的氣化了;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(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一個敞口的鋼瓶里吧，謝謝了。

　　另外：本人是數學專業(zhuān yè)的，對液氮是非常外行的，需要解釋的淺顯點哦。



　　回答1：

　　1 打火機跟液化氣里都是壓縮氣體，當然容易汽化

　　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，倒到一個熱表面立馬沒了

　　回答2：

　　液氮灌裝時應該都是低溫高壓的，零下近200℃，這樣的話你找個容器(container)裝起來，往里面倒入液氮，可能剛開始時由于溫差較大，倒一點進去馬上氣化了，要是大量倒入后就能得到敞口下的液體氮，因為容器還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，剛開始下雪時地面(ground)不會立即有雪花，等地表溫度降下去了，慢慢的就會積雪了。

　　回答3：

　　我覺得這樣還是不通啊，要按你這樣解釋的話，那無論是醫院用的液氧(Oxygen)還是消防用的干冰，都可以像液氮一樣儲存了?

　　我曾見過我一老同學用勺子把液氮舀出來給我看，太震驚了。液氮罐

　　另外，積雪是因為周圍的空氣和地表的溫度（temperature)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。

　　我覺得液氮氣化慢的性質非常特殊，應該是液化后分子結構上甚**原子結構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)，打火機里的丁烷倒到一個不密封的容器里，就更別提倒到類似于勺子的敞口容器里了。我們注意(attention)到一個事實是：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，內部部分氣體氣化，使得內部壓強增大，**后使得壓強與液化氣體的熔點沸點升高從而達到一個新的平衡。而在實驗室(laboratory)里，一般情況(Condition)下液氮的儲存卻沒有密封加壓保存，甚**可以倒到熱水瓶里;此時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，氮氣(Nitrogen)被液化后，在分子甚**原子的某些結構上有了改變，使他具有了某種不穩定的惰性，導致液氮在200多度的溫差下對熱量(Heat)差別不敏感(感覺敏銳)?？蓻]有具體點的依據支持我這個想法。

　　一個數學科班的討論一個物理化學方面的問題，純真是興趣，得到滿意結果后散金幣，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。像打火機的燃氣、家用煤氣(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，我在做超導實驗（experiment)時就遇到過。平時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，當時驚呆了! 現在回想起來，跟空氣分壓，空氣濕度，雪花保溫結構有關。不必大驚小怪。

　　回答7：

　　我們曾經實驗（experiment)課上提植物(plant)組DNA時，用液氮來研磨菜葉，把液氮倒入研缽時就瞬間只剩白霧了(可能液氮升華了，白霧是水蒸氣(簡稱水汽)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：

　　這里存在著物質相互作用后有產生相互保護的問題(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%是氮氣，實際上在液氮表面周圍由于溫度低造成有較高密度的氮氣，也相應地阻止了氮氣的揮發，同樣有一定的保護作用。液氮罐