蒸发9
热力学水的蒸发过程
工程上用的气态工质可以分为两类，即气体和蒸气，两者之间并无严格的界限。
蒸气泛指刚刚脱离液态或比较接近液态的气态物质，在被冷却或被压缩时，很容易变回液态。
一般地说，蒸气分子间的距离较小，分子间的作用力及分子本身的体积不能忽略，因此，蒸气一般不能作为理想气体处理。
工程上常用的蒸气有水蒸气、氨蒸气、氟利昂蒸气等。
由于水蒸气来源丰富，耗资少，无毒无味，比热容大，传热好，有良好的膨胀和载热性能，是热工技术上应用最广泛的一种工质。
各种物质的蒸气虽然各有特点，但其热力性质及物态变化规律都有许多类似之处。
这里仅以水蒸气（简称蒸汽）为例，对它的产生、状态的确定及其基本热力过程进行分析。
1. 蒸气是由液体汽化而产生的。
液体汽化有两种形式：蒸发和沸腾。
蒸发是在液体表面进行的汽化现象。
由于液体分子处于无规则的热运动状态，每个分子的动能大小不等，在液体表面总会有一些动能大的分子克服邻近分子的引力而逸出液面，形成蒸气，这就是蒸发。
蒸发可以在任何温度下进行，但温度愈高，能量较大的分子愈多，蒸发愈强烈。
与蒸发不同，在给定的压力下，沸腾是在某一特定温度下发生、在液体内部和表面同时进行并且伴随着大量汽泡产生的剧烈的汽化现象。
实验证明，液体沸腾时，尽管对其继续加热，但液体的温度保持不变。
无论蒸发还是沸腾，如果液面上方是和大气相连的自由空间，那么一般情况下汽化过程可以一直进行到液体全部变为蒸气为止。
当液体在有限的密闭空间内汽化时，则不仅有分子逸出液体表面而进入蒸气空间，而且也会有分子从蒸气空间落到液体表面，回到液体中。
开始时，单位时间从液面逸出的分子多于返回液面的分子，蒸气空间中的分子数不断增加。
但当蒸气空间中蒸气的密度达到一定程度时，在同一时间内逸出液面的分子就会与回到液面的分子数目相等，气、液两相达到了动态平衡，这种状态称为饱和状态。
饱和状态下的液体和蒸气分别称为饱和液体和饱和蒸气。
饱和蒸气的压力和温度分别称为饱和压力（用p s表示）和饱和温度（用t s表示），二者一一对应，且饱和压力愈高，饱和温度也愈高，例如：对于水蒸气，当p s=0.10325MPa 时，t s=100℃；当p s=1MPa 时，t s=179.916℃。
教科版三年级上册科学《混合与分离》练习题附答案.doc
7 混合与分离班级____________ 姓名_________________一、填空题。
1.我们把食盐和沙的混合物放入水中搅拌，利用水来__________食盐和沙，主要利用了食盐和沙在水中的__________情况不同。
2.沙子不能溶解在水中，我们可以用___________的方法分离出水中的沙子。
3.食盐能溶解在水中，我们不能用________的方法，但可以用____________的方法分离出水中的食盐。
4.蒸发皿是加快_____________的实验仪器，实验结束后温度仍较高，要防止烫伤。
5.蒸发食盐溶液实验中，要在水完全___________熄灭火焰，用余温将白色颗粒____________，慢慢烘干。
分离后水变成了_________________飞散到空气中。
6.木屑和铁屑混合在一起，我们可以用____________进行分离，也可以先倒入水中，把______在水面的木屑分离出来，然后通过_________的方法得到铁屑。
红豆和沙子混在一起，可以用__________的方法分离。
7.不同物质混合在一起时，我们称之为______________。
8.我们通过____________将盐水中的食盐提取出来。
9.用水分离食盐和沙时，先将混合物放入杯中，往杯中加__________，搅拌，直到食盐完全溶解，然后用滤布或滤纸_________________，把__________分离出来。
10.要分离食盐和沙，一般需要经历______________、_____________、_____________三个步骤，过滤的主要目的是将______________和___________分离，蒸发的主要目的是将__________和_________分离。
一、选择题。
（选择一个正确答案填在括号里）1.在分离食盐和水的实验时，操作错误的是…………………………………………（）A.在蒸发皿的下方垫上了石棉网B.加热时保持一定距离，防止产生迸溅C.加热结束后，用手拿蒸发皿观察2.在过滤时，漏斗中的液体的液面跟滤纸的边缘相比，……………………………（）A. 液面高于滤纸的边缘B. 液面等于滤纸的边缘C. 液面低于滤纸的边缘3.把一杯浓盐水放在窗台上，让杯子里的水蒸发。
4.2水的净化同步分层作业(基础篇)—九年级化学人教版上册
（基础篇）2021-2022学年上学期初中化学人教新版九年级同步分层作业4.2水的净化一．选择题（共7小题）1．过滤实验中不需要使用的仪器是（ ）A．蒸发皿B．漏斗C．烧杯D．玻璃棒2．“蒸发9mL食盐水至结晶”实验中，不需要使用的仪器是（ ）A．试管B．酒精灯C．蒸发皿D．量筒3．如图是某污水处理厂的污水处理流程图。
下列说法正确的是（ ）A．“格栅”相当于基本操作中的溶解B．在一级处理中加入明矾可有效帮助沉降C．整个流程中均没有发生化学变化D．消毒后得到的水是纯净物4．使水净化程度最高的是（ ）A．蒸馏B．吸附C．过滤D．沉淀5．如图所示装置不能达到的目的是（ ）A．除去泥沙B．使有色水褪色C．除去臭味D．使河水变为纯水6．随着生活水平的提高，越来越多的家庭开始使用净水器。
市售净水器主要由PP棉滤芯、活性炭滤芯、反渗透膜或超滤膜等几个部分组成，其中活性炭主要起到的作用为（ ）A．吸附异味B．过滤杂质C．杀菌消毒D．软化水质7．天然水净化的主要步骤如图所示。
下列说法不正确的是（ ）A．步骤Ⅰ可除去难溶性固体杂质B．步骤Ⅱ中使用的物质可能是活性炭C．步骤Ⅲ可杀菌、消毒D．净化后的水一定是软水二．填空题（共5小题）8．自来水厂净水过程的主要流程如图：结合流程图试回答下列问题。
（1）物质性质决定物质的用途，上述过程中吸附池内起吸附作用的物质A的名称为 ，其具有吸附作用的原因是它具有 的结构；（2）杀菌消毒时加入的液氯与水反应生成盐酸和次氯酸，这个变化属于 （“化学变化”或“物理变化”）；（3）要鉴别自来水是软水还是硬水，我们可向自来水样品中加入适量的 ，搅拌，如果观察到 ，则样品为硬水；（4）水是生命之，下列有关水的说法正确的是 。
A.水是由氢元素和氧元素组成的B.水是最常见的溶剂C.水是人体主要的供能物质D.水中氧元素含量很高，能提供人体所需的氧气9．人类的生活、生产离不开水。
（1）自然界的水都不是纯水，自来水厂利用沉淀、 、吸附和消毒等方法净化水。
蒸发法的常见类型简易描述
蒸发法的常见类型简易描述
蒸发法是使海水受热汽化，再使蒸汽冷凝而得到淡水的一种淡化方法。
蒸发法又分为多效蒸发、多级闪蒸、压气式蒸发以及太阳能蒸发等方法，其中以多效蒸发应用最为广泛.
在密闭的容器内装有纯水，当容器内压力等于或低于与水温相应的蒸汽压时，水即沸腾而汽化。
在同一温度下，海水的蒸汽压比纯水低1.8%。
为提高效能，将多个蒸发器串联操作，称为多效蒸发（MED）。
串联个数称为效数。
图9-27所示为三效蒸发流程。
实现多效蒸发必须是后一效蒸发器的操作压力低于前一效，否则不存在传热温度差，蒸发无法进行。
为此，需要配备一套减压装置。
多效蒸发的优点主要是不受水的含盐量限制，适于有废热利用的场合。
缺点是设备费用高，防腐要求高，结垢危害较严重。
多级闪蒸（MSF）是针对多效蒸发结垢较严重而改进的一种新的蒸镭方法（见图9-28）o多级闪蒸过程的原理如下;将原料海水加热到一定温度后引入闪蒸室，由于该闪蒸室中的压力控制在低于热盐水温度所对应的饱和蒸汽压的条件下，故热盐水进入闪蒸室后即成为过热水而急速的部分汽化，从而使热盐水自身的温度降低，所产生的蒸汽冷凝后即为所需的淡水。
多级闪蒸就是以此原理为基础，使热盐水依次流经若干个压力逐渐降低的闪蒸室，逐级蒸发降温，同时盐水也逐级增浓，直到其温度接近（但高于）天然海水温度。
ffl 9 27三效蒸发流程示意
多级闪蒸具有可靠性高、防垢性能好.易于大型化等优点。
适合于大型和超大型淡化装置。
缺点是海水循环量大，浓缩比较低。
蒸发器的蒸发不同分类
一、蒸发及其应用蒸发是指用加热方法将溶液中部分溶剂汽化移除的过程。
燕发在制药过程中通常用于下列目的。
(1)药物溶液的浓缩在制药过程中，经常需要将药物浓缩到一定浓度如中药经提取后需要进行浓缩以便将其制成丸剂.(2)喷雾干燥前预处理可以使用蒸发的方法将药物浓缩到一定浓度再进行喷雾干燥。
(3)减少溶液体积用蒸发的方法减少溶液体积以便储存和输运。
(4)回收溶剂用蒸法的方法将废液中的溶剂汽化，然后再冷凝下来回收。
(5)结晶通过燕发操作制取过饱和溶液，得到结晶产品。
二、蒸发的分类1.按流程分类(1)单效蒸发和多效蒸发单效蒸发如图9-1所示.使用过热蒸汽加热使溶液沸腾，蒸发产生的蒸汽称为二次蒸汽。
单效蒸发中二次蒸汽不再重复使用。
多效蒸发流程如图9-2所示，第一效燕发产生的二次燕汽用来加热另一个压力较低的蒸发过程，即第二效蒸发。
第二效蒸发产生的蒸汽称为三次蒸汽，用来加热第三效蒸发等.依次有第三效蒸发和四次蒸汽.从第一效往后，各效蒸发压力越来越低，蒸发温度也越来越低。
一般情况下，当生产规模不大时，宜采用单效蒸发;而当生产规模较大时，则宜采用多效蒸发。
多效蒸发中，各效蒸发产生的二次蒸汽被重新用作下一效的加热蒸汽，因此，热能的利用效率较高。
(2)蒸汽再压缩蒸发(vapor recompression)单效蒸发中，二次蒸汽不被利用，很不经济。
可将二次蒸汽压缩提高压力和温度后，再送回原来的蒸发器中作为加热蒸汽，则其所含热能可得到反复利用，这样只需补充少旦压缩功，便可持续利用二次蒸汽的大量潜热，提高了燕汽利用率。
根据压缩机的形式，这种蒸发又分为喷射蒸汽压缩和机械蒸汽压缩，前者使用蒸汽喷射泵，后者使用机械压缩机。
图9-3和图9-4分别表示了这两种蒸发流程的示意。
蒸汽压缩燕发是一种较新的蒸发工艺。
实践证明，妥善设计的二次蒸汽再压缩燕发器的能量利用可胜过3-5效的多效蒸发图由：/提供装置。
但是要达到较好的经济效益，压缩功的压缩比不能太大，即二次蒸汽的温升不能太高，这样传热推动力较小，所需的传热面积则必然较大。
蒸发沸腾与升华的原理
蒸发沸腾与升华的原理蒸发、沸腾和升华是物质在不同条件下从液态变为气态的过程。
这些过程在自然界中广泛存在，且在很多领域中都具有重要的应用价值。
本文将详细介绍蒸发、沸腾和升华的原理及其相关应用。
一、蒸发的原理蒸发是指液态物质在温度较低的条件下从表面逐渐转变为气态的过程。
其原理主要涉及液体分子在表面的动能分布和环境条件对蒸发速率的影响。
当液体处于开放环境中时，液体分子表面上的一部分分子与周围气体发生碰撞，并获得足够的能量以克服液体分子间的吸引力，从而转化为气态分子离开液体表面。
这个过程受到温度、气体压力和液体性质的影响。
温度是影响蒸发速率的主要因素。
温度越高，液体内部分子的平均动能越大，分子间的相互作用力也较弱。
因此，温度升高会加快液体分子脱离表面的速度，从而增加蒸发速率。
液体的性质也会影响蒸发速率。
如果液体表面张力较小，分子间相互吸引力较弱，蒸发速率也会增加。
此外，液体的表面积越大，蒸发速率也会相应增加。
蒸发在生活中有着广泛的应用。
例如，洗衣晾干时，湿衣服在自然条件下通过蒸发可以迅速干燥。
此外，蒸发还是气体、液体交换热能的基本原理，例如在冷却器、蒸发器和蒸发冷却系统中都有应用。
二、沸腾的原理沸腾是指液体在加热过程中，其中心部分的温度达到沸点，液体内部发生成大量气泡并迅速升至液体表面释放出来的过程。
其原理主要涉及到液体的沸点和饱和蒸气压。
当液体温度升高到达其沸点时，液体内部分子的平均动能将能够克服液体内部分子之间的吸引力，形成气泡并升至液体表面释放。
这个过程一般发生在液体表面和液态内部的交界处，即液体的沸点。
液体的沸点取决于环境气压。
在标准大气压下，液体的沸点温度稳定。
但如果环境气压降低，液体的沸点也会相应降低。
沸腾过程对于许多实际应用很重要。
例如，我们在煮水时，水温逐渐升高，当温度达到100摄氏度时，水开始沸腾，形成气泡，并且水迅速蒸发。
此外，在化学实验中，通过沸腾可以使液体迅速蒸发，提高反应速率。
蒸发器数据表
15 导热系数 16 气体分子量 17 操作温服 18 操作压力 19 冷凝/蒸发温度 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 版次 符 用途 主 壳体 法兰 内件： 清洗环管 丝网除沫器 丝网除沫器清洗 接管 附注 要 材 质
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实验9_电子束蒸发薄膜制备
实验9_电⼦束蒸发薄膜制备电⼦束蒸发薄膜制备实验⽬前有许多薄膜制备技术，包括各种蒸发、溅射、离⼦镀等的物理⽓相沉积技术，各种化学⽓相沉积技术，各种电的、或机械的、或化学的沉积技术（电镀、化学镀、喷涂、静电喷涂、等离⼦喷涂、刷涂等等）。
电⼦束蒸发是利⽤聚焦电⼦束直接对材料进⾏加热蒸发，是⼀种重要的薄膜制备技术。
利⽤电⼦束可以蒸发各种材料，包括⾼熔点材料。
⼀、实验⽬的1、学习电⼦束蒸发镀膜的⼯作原理；2、掌握电⼦束蒸发镀膜系统的操作⽅法；3、学会⽤电⼦束蒸发制备⾦属薄膜材料。
⼆、实验设备电⼦束蒸发镀膜系统DZS-500型。
三、实验原理和装置1、真空蒸发技术的原理固态或液态材料被加热到⾜够⾼的温度时会发⽣⽓化，由此产⽣的蒸汽在较冷的基体上沉积下来就形成了固态薄膜。
真空蒸发是制备蒸发薄膜的⽅法，具体作法是使10?Pa以下，然后⽤电阻加热、电⼦轰击或其他⽅⽤真空机组把沉积室内的压强降到2法把蒸发料加热到使⼤量的原⼦或分⼦离开其表⾯，并沉积到基⽚上。
⾦属和热稳定性良好的化合物均可⽤此法淀积。
蒸发薄膜的纯度较⾼。
这种蒸发的⽅法简单、⽅便，因⽽⽬前应⽤仍然最为⼴泛。
⽤真空蒸发的⽅法将⾦属或⾮⾦属材料沉积到基⽚上的具体过程可分⼒三个阶段：从蒸发源开始的热蒸发；蒸发料原⼦或分⼦从蒸发源向基⽚渡越；蒸发料原⼦或分⼦沉积在基⽚上。
真空系统中，由于背景⽓压低，⼤部分蒸汽原⼦或分⼦不与残余⽓体分⼦发⽣碰撞现象，⽽沿直线路径到达基⽚。
蒸发物质的分⼦在从蒸发源到待沉积薄膜衬底的迁移过程中，会与周围环境中的e?），其中L为⽓体⽓体原⼦相碰撞。
蒸发物分⼦中发⽣碰撞的百分数等于（１－D L分⼦的平均⾃由程，D为从蒸发源到衬底的直线距离．对于普通的真空蒸发装置，Ｄ⼀般为10到50㎝，为了保证只有很⼩⼀部份蒸发物分⼦与镀膜装置中的残余⽓体分⼦发⽣碰撞，减少对所沉积薄膜的污染，通常蒸发要求210?Pa的真空度下进⾏。
10?～4⽤来制备薄膜的⼤多数蒸发材料的蒸发温度在1000～2000℃。
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【课题】蒸发
【课时】1课时
【教学目标】
1、知道汽化现象及汽化的两种方式。
2、认识蒸发现象，理解蒸发快慢的条件。
3、知道蒸发吸热及利用蒸发降温。
4、在实验中培养学生的探索性思维能力。
5、培养学生节约用水的好习惯。
【重点】影响蒸发快慢的因素
【难点】蒸发吸热
【教学方法】实验探索快乐教学法
【教具】演示用：酒精、水、毛巾、扇子、电吹风、铁架台、纱布两块、烧杯、乙醚、胶头滴管、。
学生用：温度计两支、酒精、水、热水、扇子、烧杯、玻璃片两个、胶头滴管。
【教学过程】
〔一〕、引入课题
为激起学生求新知的愿望，上课一开始就用湿毛巾蘸些酒精，在黑板的一角擦出一块液迹，让学生观察液迹变化情况--液迹越来越小。
教帅：酒精到哪儿去了？要解决这个问题,我们就要学习今天这节课
板书：蒸发
〔二〕、讲授新课
教帅：酒精是液态，当酒精消失之后由液态变成什么？
学生：酒精跑到空气中去了，酒精由液态变成气态。
这时自然引出由液态变成气态叫汽化的课题。
板书：物质由液态变成气态叫汽化。
教师：物质的各种状态都是可以互相转化的，既然物质可以由液态变成气态，那么物质能不能由气态变成液态？
学生：可以。
板书：物质由气态变成液态叫液化。
教师：这就是我们今天要学习的第一个问题：汽化和液化
插入板书：一、汽化和液化
教师：请同学们举出一些生活当中的蒸发的例子。
在同学们所举的一些例子中挑出两个：1、烧杯中的水变少了。
2、水烧开之后继续加热，水变少了。
教师：请同学们分析这两个例子当中的蒸发有什么相同点和不同点？
学生讨论回答。
教师总结，并引出汽化的两种方式。
板书：1、汽化的两种方式。
蒸发和沸腾
教师：沸腾是我们下节课所要研究的问题，我们先来讨论一下蒸发。
举例：1、在教室的地上洒水，不管是夏天还是冬天都会干。
2、把湿毛巾团成一团后，是从外面先干，还是从里面先干？
学生讨论回答。
教师总结，引出蒸发的定义。
放映蒸发的动画。
板书：2、蒸发是液体在任何温度下都能发生，并且是只在液体表面发生的汽化现象。
教师：刚才我们举了这样一个例子：在教室的地上洒水，不管是夏天还是冬天都会干。
那么蒸发的快慢一样吗？
板书：二、影响蒸发快慢的条件
演示实验：酒精在黑板上蒸发快慢的对比实验。
注意：这个实验只引导学生一个实验的思路，不讨论结果。
教师：蒸发的快慢和很多因素有关，条件改变了，蒸发的快慢也就不同。
请同学们从我们刚才的实验思路出发，自己根据桌子上的实验器材选择你所需要的，并设计实验方法和实验步骤。
从实验结果中得出结论。
学生分组实验。
实验完毕之后，学生回答研究方法、步骤及实验结论。
放映动画，并得出蒸发快慢的条件。
板书：液体温度、液体表面上空气流动、液体的表面积。
教师：根据影响蒸发快慢的条件，请同学们思考一下：如何加快蒸发？
学生讨论回答。
总结结论并提问：晾衣服的时候，如何才能让衣服干的快一些？夏季，应如何晾晒粮食？
学生讨论回答。
教师：根据影响蒸发快慢的条件，请同学们思考一下：如何减慢蒸发？
学生讨论回答。
总结结论并提问：食品城里面卖的新鲜蔬菜为什么都用保鲜袋装起来？
观看坎井照片并回答坎井是采用何种方式减慢蒸发的？
学生讨论回答。
教师：我国历史上早在西汉时期的《史记》中就有对液体蒸发快慢条件的记载。
蒸发快慢的条件又得到了充分地利用。
新疆地区的坎儿井就是利用地下渠道引水，减小了水在输送过程中的蒸发量，同时也减少了水的渗漏。
时至今日，坎儿井仍在采用。
利用坎儿井这种暗渠引水，可以避免光照，降低水的温度；同时暗渠的通风差，这都能使蒸发变慢。
对学生进行节水意识的教育：我国的一些山区、半山区和北方的一些缺水的
平原地区也常采用管道输水、喷灌技术，可节水约50%。
学生实验：分别取两块蘸有酒精和水的棉花往自己的胳膊上擦，有什么感觉？
学生回答。
教师解释说明这种现象产生的原因：蒸发吸热。
板书：三、蒸发吸热
学生实验：取两只读数相同的温度计，让它们的玻璃泡上分别蘸一些酒精和水，稍过一会，请学生读出两只温度计的温度数值，是否相同？
学生讨论回答原因。
演示实验：乙醚蒸发后，水结冰的实验。
教师解释说明液体蒸发时温度下降。
正在蒸发的液体温度下降，它必须从周围的物体吸热。
所以，液体蒸发时温度降低，从周围吸热，液体蒸发时有致冷作用。
教师：液体蒸发时温度降低、吸热，这个规律往往用来制造低温，家中电冰箱就是利用这个道理来制冷的。
电冰箱内的制冷剂极易蒸发，蒸发时温度下降，从冰箱吸收大量的热，将"热"传到了冰箱外。
这样反复工作，冰箱内的温度能大幅度下降。
放映电冰箱的动画。
夏天在室内地面上洒些水感到凉爽，盛暑天气人身体出汗保持正常体温，这都是利用蒸发吸热、降温。
【小结】通过放录像使学生进一步明确：
1．物质由液态变成气态叫汽化。
汽化有蒸发和沸腾两种方式。
2．蒸发是液体在任何温度下都能发生，并且只在液体表面发生的汽化现象。
3．影响蒸发快慢的条件有三个：液体温度高蒸发快；液体表面积大蒸发快；液体表面上空气流动快蒸发快。
4．液体蒸发时温度下降，从周围吸热，所以蒸发能致冷。
5．用蒸发的知识解释问题时，应注意：认清是哪种液体在蒸发；哪些因素影响蒸发的快慢；蒸发降温引起的结果。
【练习作业】见投影片
【板书设计】
蒸发
一、汽化和液化
物质由液态变成气态叫汽化。
物质由气态变成液态叫液化。
1、汽化的两种方式：蒸发和沸腾
2、蒸发是液体在任何温度下都能发生，并且是只在液体表面发生的汽
化现象。
二、影响蒸发快慢的条件
液体温度、液体表面上空气流动、液体的表面积。
三、蒸发吸热。