
【化】 isothermal evaporation
class; grade; rank; wait; when
【机】 iso-
lukewarm; review; temperature; warm; warm up
【医】 Calef.; therm-; thermo-
evaporate; steam; ablate; transpire; vapour
【化】 evaporation
【医】 evaporate; evaporation
等温蒸发(Isothermal Evaporation)是指液体在恒定温度条件下通过外界持续供热维持相变平衡的蒸发过程。该现象在热力学体系中表现为系统温度不变,但物质相态发生改变。根据《化工单元操作原理》的定义,等温蒸发的核心特征是蒸发速率与供热速率达到动态平衡,确保体系温度稳定。
从能量传递角度分析,等温蒸发遵循克拉佩龙方程(Clapeyron Equation): $$ frac{dP}{dT} = frac{L}{T(v_g - v_l)} $$ 其中$L$为潜热,$v_g$和$v_l$分别代表气相和液相比容。此公式揭示了压力与温度在相变过程中的关联性。
工业应用中,等温蒸发技术广泛用于制药结晶(如《化学工程杂志》记录的胰岛素提纯工艺)和海水淡化装置(参考《脱盐与水处理》期刊描述的薄膜蒸馏系统)。与绝热蒸发的最大区别在于:等温过程通过精确控温避免热敏物质分解,而绝热过程存在显著温降。
权威文献推荐参考美国化学会(ACS Publications)关于界面蒸发的分子动力学研究,以及《物理化学年鉴》中液相边界层传质机制的专题论述。
“等温蒸发”是指液体在蒸发过程中保持系统温度恒定的现象。其核心原理在于通过外部热量输入,弥补蒸发吸热导致的温度变化,从而实现温度平衡。以下是详细解析:
物理机制
蒸发本身是吸热过程(根据搜索结果、),液体会因分子脱离表面而带走热量,导致系统温度下降。但在等温条件下,需通过外部加热(如蒸汽、电热等)持续补充热量,使温度维持不变。
与普通蒸发的区别
应用场景
例如蒸汽加湿系统,通过向水中通入蒸汽,既增加湿度又避免温度下降;或某些化工反应中需精确控温的蒸发过程。
数学表达
等温蒸发的热量平衡可表示为:
$$
Q{text{蒸发}} = Q{text{输入}}
$$
其中,$Q{text{蒸发}}$为蒸发吸收的热量,$Q{text{输入}}$为外部补充的热量。
等温蒸发是人为控制温度的特殊蒸发形式,需结合热力学原理和外部能源实现,适用于对温度敏感的环境或工艺。
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