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  • 1 # 劉光華天津

    1、利用冰在溶解過程中的冷凍混合物(冰鹽冷劑)產生低溫:碎冰: 0~ -5℃;3份冰+1份食鹽:-15~-18℃;3份冰+3份結晶氯化鈣(CaCl2•6H2O):-40℃;3、 4份冰+5份結晶氯化鈣:-40℃~-50℃;無論用哪一種冷凍混合物,先決條件是須將冰和鹽很好地粉碎,而且要混合均勻。用兩種冷凍混合物時,須先將CaCl2•6H2O在冰箱中冷卻,才能達到上述溫度。

    2、 用昇華過程來產生低溫:固態二氧化碳(乾冰):-78.9℃;固態二氧化碳+乙醇:-72℃;固態二氧化碳+乙醚、氯仿或丙酮:-77℃。由於固態二氧化碳的導熱能力很差,應將它混合在一種適當的液體中使用,譬如丙酮、酒精等。三氯乙烯特別合適,因為固體二氧化碳能漂浮在三氯乙烯面上,因此混合物就不會發泡沫而溢位。但用丙酮做溶劑和乾冰混合,乾冰溶解快,是比較常用的方法。

    3、 利用蒸發過程產生低溫:在實際應用中液氮有一定的優點,它是一種無色、無臭、無味的液體,微溶於水,對熱電傳導不良,稍輕於水,不產生有毒或刺激性氣體。同時不燃燒亦不自炸,與鈉、鈣或鎂結合,形成氮化物(Nitrides),最冷點為-196℃。因此採用液氮有很多優點:①、在大氣壓下沸點較低(-196℃),如果配合適當的調節控制系統可獲得在零下37~196℃之間的任意一個溫度。②、生產成本低,來源容易。③、安全可靠。其實,上面的方法雖然方便,但耗費頗多,溫度不穩定,如常時間保持低溫不易。現在一般試驗室中常利用低溫儀器來製冷。現在市面上有許多實驗用低溫裝置,控制溫度可以隨意調節。主要有兩大類:一種是壓縮機原理,我們生活中所用的冰箱,冰櫃等就是基於這類原理。缺點是體積大,製冷降溫慢,噪音大,製冷最低溫度一般在-50℃以上。另一種是元器件的水迴圈制冷。這類儀器體積小,製冷迅速。製冷溫度可以達到-60℃以下,製冷過程中不產生噪音。缺點是用水迴圈制冷,水量用量大。現在這兩種製冷儀器市場上都有,但相比來說,還是第二種用的較方便。

    1> 電冰箱或冰櫃,好的製冷機零下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,我實踐過1.5 K,利用液氦蒸發冷卻的原理,不過使用它一定要注意安全,通風最重要,千萬不能讓He不可控的揮發;

    4> 極低的溫度,比如1 mK,理論上使用稀磁製冷技術。

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