
【化】 isothermal evaporation
class; grade; rank; wait; when
【機】 iso-
lukewarm; review; temperature; warm; warm up
【醫】 Calef.; therm-; thermo-
evaporate; steam; ablate; transpire; vapour
【化】 evaporation
【醫】 evaporate; evaporation
等溫蒸發(Isothermal Evaporation)是指液體在恒定溫度條件下通過外界持續供熱維持相變平衡的蒸發過程。該現象在熱力學體系中表現為系統溫度不變,但物質相态發生改變。根據《化工單元操作原理》的定義,等溫蒸發的核心特征是蒸發速率與供熱速率達到動态平衡,确保體系溫度穩定。
從能量傳遞角度分析,等溫蒸發遵循克拉佩龍方程(Clapeyron Equation): $$ frac{dP}{dT} = frac{L}{T(v_g - v_l)} $$ 其中$L$為潛熱,$v_g$和$v_l$分别代表氣相和液相比容。此公式揭示了壓力與溫度在相變過程中的關聯性。
工業應用中,等溫蒸發技術廣泛用于制藥結晶(如《化學工程雜志》記錄的胰島素提純工藝)和海水淡化裝置(參考《脫鹽與水處理》期刊描述的薄膜蒸餾系統)。與絕熱蒸發的最大區别在于:等溫過程通過精确控溫避免熱敏物質分解,而絕熱過程存在顯著溫降。
權威文獻推薦參考美國化學會(ACS Publications)關于界面蒸發的分子動力學研究,以及《物理化學年鑒》中液相邊界層傳質機制的專題論述。
“等溫蒸發”是指液體在蒸發過程中保持系統溫度恒定的現象。其核心原理在于通過外部熱量輸入,彌補蒸發吸熱導緻的溫度變化,從而實現溫度平衡。以下是詳細解析:
物理機制
蒸發本身是吸熱過程(根據搜索結果、),液體會因分子脫離表面而帶走熱量,導緻系統溫度下降。但在等溫條件下,需通過外部加熱(如蒸汽、電熱等)持續補充熱量,使溫度維持不變。
與普通蒸發的區别
應用場景
例如蒸汽加濕系統,通過向水中通入蒸汽,既增加濕度又避免溫度下降;或某些化工反應中需精确控溫的蒸發過程。
數學表達
等溫蒸發的熱量平衡可表示為:
$$
Q{text{蒸發}} = Q{text{輸入}}
$$
其中,$Q{text{蒸發}}$為蒸發吸收的熱量,$Q{text{輸入}}$為外部補充的熱量。
等溫蒸發是人為控制溫度的特殊蒸發形式,需結合熱力學原理和外部能源實現,適用于對溫度敏感的環境或工藝。
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