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                    20℃下,硫酸的表面張力是多少

                    來源:硫酸工業 瀏覽 412 次 發布時間:2023-06-27

                    表面張力與物質的性質相關,也是物性之一。液體分子間作用力越大,表面張力越大。由于氫鍵的存在,水分子間作用力很大,所以水的表面張力較大。硫酸的表面張力也不小,在20℃下,w(H2SO4)95%硫酸表面張力是水的80%左右。硫酸溫度提高,表面張力略有減小,但減小的速率比水要慢得多。隨著硫酸濃度增大,表面張力逐漸減小。對于濃硫酸而言,表面張力可用式(1)計算:

                    式中:σ——表面張力,N/m;


                    t——硫酸溫度,℃;


                    w——硫酸質量分數,%。


                    水作為表面張力較大的小分子物質,可冷凝成非常小的顆粒。常溫下,過飽和度達到甚至超過5后,水才開始自動冷凝,初始粒徑在2 nm左右,由140個水分子組成。相當于水蒸氣過冷了20℃,過飽和度中一半來自平衡過飽和度,另一半則是超額過飽和度的貢獻,水滴來自超額過飽和度中的那部分水分子,通過高速干涉攝像能觀察到冷凝后的過程。


                    硫酸分子比水大3倍,表面張力小不了多少,空間冷凝初始粒徑稍大些。由式(8),對濕法制酸冷凝器進口,硫酸分壓3.6 kPa、冷凝酸w(H2SO4)97%工況下,空間冷凝酸滴粒徑與平衡過飽和度的關系見表1,其中最遠奔赴路程和協同時間是超額過飽和溫差10℃下的數值。

                    表1冷凝酸滴粒徑與平衡過飽和度


                    若冷凝酸初始粒徑為8 nm,由2 940個分子組成,平衡過飽和度1.44,酸滴表面飽和蒸氣壓增大44%,對應的平衡過冷溫差9.5℃。在超額過飽和溫差10.5℃下,等于氣相過冷了約20℃,平衡過飽和度、超額過飽和度各半,此時酸滴中分子最遠奔赴路程150 nm,對應的協同時間是1.5 ns,酸滴間最近距離是0.3μm。

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