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实验室中获得低温的方法  

2014-03-22 09:26:12|  分类: 实验室管理 |  标签: |举报 |字号 订阅

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1、利用冰在溶解过程中的冷冻混合物(冰盐冷剂)产生低温:碎冰: 0~ -5℃;3份冰+1份食盐:-15~-18℃;3份冰+3份结晶氯化钙(CaCl2?6H2O):-40℃;3、 4份冰+5份结晶氯化钙:-40℃~-50℃;无论用哪一种冷冻混合物,先决条件是须将冰和盐很好地粉碎,而且要混合均匀。用两种冷冻混合物时,须先将CaCl2?6H2O在冰箱中冷却,才能达到上述温度。
2、 用升华过程来产生低温:固态二氧化碳(干冰):-78.9℃;固态二氧化碳+乙醇:-72℃;固态二氧化碳+乙醚、氯仿或丙酮:-77℃。由于固态二氧化碳的导热能力很差,应将它混合在一种适当的液体中使用,譬如丙酮、酒精等。三氯乙烯特别合适,因为固体二氧化碳能漂浮在三氯乙烯面上,因此混合物就不会发泡沫而溢出。但用丙酮做溶剂和干冰混合,干冰溶解快,是比较常用的方法。
3、 利用蒸发过程产生低温:在实际应用中液氮有一定的优点,它是一种无色、无臭、无味的液体,微溶于水,对热电传导不良,稍轻于水,不产生有毒或刺激性气体。同时不燃烧亦不自炸,与钠、钙或镁结合,形成氮化物(Nitrides),最冷点为-196℃。因此采用液氮有很多优点:①、在大气压下沸点较低(-196℃),如果配合适当的调节控制系统可获得在零下37~196℃之间的任意一个温度。②、生产成本低,来源容易。③、安全可靠。其实,上面的方法虽然方便,但耗费颇多,温度不稳定,如常时间保持低温不易。现在一般试验室中常利用低温仪器来制冷。现在市面上有许多实验用低温装置,控制温度可以随意调节。主要有两大类:一种是压缩机原理,我们生活中所用的冰箱,冰柜等就是基于这类原理。缺点是体积大,制冷降温慢,噪音大,制冷最低温度一般在-50℃以上。另一种是元器件的水循环制冷。这类仪器体积小,制冷迅速。制冷温度可以达到-60℃以下,制冷过程中不产生噪音。缺点是用水循环制冷,水量用量大。现在这两种制冷仪器市场上都有,但相比来说,还是第二种用的较方便。
1> 电冰箱或冰柜,好的制冷机零下10度都是可能的;
2> 液氮,可到零下一百度以下,即100 K;
3> 液氦,我实践过1.5 K,利用液氦蒸发冷却的原理,不过使用它一定要注意安全,通风最重要,千万不能让He不可控的挥发;
4> 极低的温度,比如1 mK,理论上使用稀磁制冷技术,没用过。
 
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