常温下液氮中
液氮 注意事项
液氮注意事项液氮是一种常用于低温实验和储存材料的液体，其沸点为-196C。
在使用液氮时，需要注意以下事项：1. 安全操作：液氮的低温特性会对人体产生强烈的刺激和伤害，因此在使用液氮时必须注意安全操作。
戴上防护手套和护目镜，避免液氮直接接触皮肤和眼睛。
同时，在使用液氮的场所需要有良好的通风，避免积聚过量的蒸气。
2. 密封容器：液氮须储存在密封容器中，以防止气体泄漏和液体挥发。
使用液氮时应注意容器的密封性，避免泄漏。
密封容器要能够承受低温和液氮的压力，以防止容器的破裂。
3. 适当装载：在使用液氮时，液氮不宜装载过多，以免液氮溢出。
装载容器的工作要求平稳，避免液氮的剧烈震荡和液体的波动。
4. 防止过热：液氮的沸点很低，在密封容器中，由于外部温度升高、压力增大，液氮可能会产生过热。
因此，使用液氮时要定期检查其内部的压力，确保压力在安全范围内。
5. 防止凝结：液氮在常温下容易凝结，尤其是与外部环境的接触面积较大时。
在与液氮接触的设备上应采取隔热措施，避免因液氮凝结导致设备的冷损坏。
6. 保持通风：液氮在挥发过程中会产生大量的氮气，氮气呈无色无味，对人类健康无害，但是在封闭空间中，氮气会占据空间中的氧气，导致氧气不足。
因此，在使用液氮时，需要保持通风，以保证氧气的充裕。
7. 灭火方法：液氮的低温特性使其可以用于灭火工作，但在灭火时需要注意使用适当的灭火剂。
不宜使用水来灭火，以免液氮和水剧烈反应产生气溶胶或剧烈喷射，加剧火势。
应选用二氧化碳或惰性气体灭火器进行灭火。
8. 健康安全：液氮的低温特性对人体有一定的威胁，使用者应该特别注意健康安全问题。
长时间暴露在液氮环境中可能导致体温过低、冻伤、肿瘤等问题。
使用者应遵循相关的安全操作规范，保护自身的健康。
总之，操作液氮时应当认真遵守相关的操作规程和注意事项，以确保使用的安全性和可靠性。
常温下的液氮汽化原理
常温下的液氮汽化原理液氮是氮气在极低温度下(-196C)的液态形态。
常温下(一般指20C左右的室温环境),液氮会持续汽化为气态氮。
这一过程的原理如下:1.液氮处于低温状态,具有较高的内能;而周围环境处于常温,具有较低的内能。
根据热力学第二定律,系统总是趋向于内能降低,所以会发生从液氮向环境的热量传递过程。
2.在热量传递过程中,液氮会吸收周围环境的热量而逐渐升温。
当液氮温度增加到-195.8C时,就达到了氮的沸点,液氮开始汽化成为气态氮。
3.汽化是液氮从液态向气态转化的相变过程。
在分子水平上,液氮分子获得热量动能后,原有的相互吸引力不再能够束缚它们,液氮分子逃逸成为气态分子。
4.氮气汽化是吸热过程,需要从环境吸收大量的热量(每gram 液氮汽化需要吸收约199 joules 热量)。
因此,汽化会降低液氮的温度。
5.当温度降至沸点以下时,汽化停止,直到液氮再次获得足够的热量达到沸点。
如此反复进行沸腾—停滞的周期性汽化过程。
6.液氮的汽化速率受热传递速率的影响。
环境温度越高,热量流入越多,汽化越迅速。
气化膨胀会导致液氮表面温度略有下降,稍稍抑制气化。
7.液氮的汽化属于温和、平稳的沸腾过程。
汽化产生的氮气会形成隔热层,减缓热量从环境到液氮的传递,起“绝热斗”效应。
8.汽化是吸热过程,会给环境带来冷却效果。
大量液氮汽化可使局部环境出现低温区,产生霜冻现象。
9.当液氮汽化完毕,容器内仅剩气态氮时,气化过程结束。
此时液氮已经吸收了环境足够的热量,其温度升高到环境温度水平。
10.液氮的汽化速率取决于温差和热传导效率,通常数小时至数天不等。
置于真空环境中,液氮可在几分钟内迅速蒸发。
以上是常温环境下液氮汽化的基本过程和原理分析。
液氮汽化是一种复杂的传热传质相变过程,需要考虑诸多热力学和流体动力学因素,以充分理解其机理。
这一过程在低温物理学和技术应用中有重要意义。
液氮相变潜热_实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解液氮相变的基本原理和特性。
2. 通过实验测定液氮的相变潜热。
3. 掌握实验测量方法，提高实验操作技能。
二、实验原理液氮相变潜热是指液氮在蒸发过程中所吸收的热量。
液氮的相变潜热是液氮在标准大气压下从液态变为气态所需要吸收的热量。
本实验通过测量液氮在蒸发过程中的温度变化，计算出液氮的相变潜热。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器：- 液氮罐- 温度计- 量筒- 计时器- 天平（用于称量液氮质量）2. 实验材料：- 液氮- 水槽- 橡皮塞- 玻璃管- 铁夹- 铁架台四、实验步骤1. 准备实验装置：将玻璃管插入水槽中，将温度计固定在玻璃管上，橡皮塞塞紧玻璃管口，用铁夹固定在铁架台上。
2. 称量液氮质量：将液氮罐中的液氮倒入量筒中，用天平称量液氮质量，记录数据。
3. 测量液氮初始温度：将液氮倒入玻璃管中，等待液氮蒸发，待温度稳定后，记录温度计的读数。
4. 记录液氮蒸发时间：开始计时，记录液氮蒸发所需时间。
5. 测量液氮蒸发后温度：待液氮蒸发完毕，记录温度计的读数。
6. 重复实验：重复步骤2-5，进行多次实验，以减小误差。
五、数据处理1. 计算液氮质量损失：根据实验数据，计算液氮质量损失。
2. 计算液氮相变潜热：根据液氮质量损失和温度变化，计算液氮的相变潜热。
六、实验结果与分析1. 实验数据：- 液氮质量：m1 = 50g- 液氮初始温度：T1 = -196℃- 液氮蒸发后温度：T2 = -196℃- 液氮蒸发时间：t = 120s- 液氮质量损失：Δm = 20g2. 计算液氮相变潜热：- 液氮质量损失：Δm = 20g- 液氮相变潜热：Q = Δm × L- 其中，L为液氮的相变潜热，单位为J/g由于液氮的相变潜热为已知值，本实验中L = 198J/g。
代入公式，计算液氮相变潜热：Q = 20g × 198J/g = 3960J3. 结果分析：本实验测得的液氮相变潜热为3960J，与理论值198J/g相近，说明实验结果准确可靠。
液氮汽化的定义与特征
食品保鲜：液氮在食品工业中用于食品的保鲜和运输。由于液氮的低温特性，可以迅速将食品冷却到低
2 温状态，从而延长其保鲜时间。同时，液氮还可以用于食品的运输，以保持食品的新鲜度和质量
3
金属加工：液氮在金属加工领域中具有广泛的应用。例如，使用液氮进行金属材料的冷却和淬火，可以 获得更好的金属材料性能。此外，液氮还可以用于金属材料的表面处理和清洗
防治农业害虫
03
气体储存
由于液氮的沸点较 低，可以在常温下 储存和运输，因此 可以作为气体储存 的一种有效方式。 例如，可以将氢气、 氧气等气体存储在 液氮中，以便在需
要时进行使用
04
医疗运输
在医疗领域，液氮 可以用于医疗运输。 例如，对于需要远 距离运输的器官或 组织，可以使用液 氮进行保存和运输， 以保持其新鲜度和
总的来说，液氮汽化的特征主要包括低温特性、 高纯度、高冷却能力、惰性保护、易储存运输、
高密度、安全性和广泛应用等
这些特点使得液氮在各个领域中都有广泛的应 用前景
PART 3
液氮汽化的应用
由于液氮的独特 性质，其汽化应 用非常广泛。以 下是液氮汽化的
一些主要应用
冷冻治疗：液氮的低温特性使其在医疗领域中用于冷冻治疗。例如，对于皮肤疣、痣、鸡眼等皮肤疾病，
液氮汽化是指将液氮加热至其沸点以上，使其转变
为气态的过程。这个过程需要热量输入，因为液氮 的沸点非常低，需要足够的热量使其汽化。液氮汽
01
化后，会变成氮气，可以用于各种用途，如制造高
纯度氮气、冷却、保护气体等
PART 2
液氮汽化的特征
低温特性
液氮的沸点为-196℃，因此 在常温下液氮会迅速汽化。 这种低温特性使得液氮在许 多领域中都有广泛的应用， 例如在医疗领域中用于冷冻 治疗，在工业领域中用于金
液氮常温下是怎么保持液体状态的？
液氮常温下是怎么保持液体状态的？液氮性质液氮，呈液态的氮气。
我们知道氮气在常温下是一种气态的保护气，密度比空气略小。
那么液态的氮气是什么样的呢？液氮是一种惰性、无色、无腐蚀性的液态物质，密度0.808g/cm3，可以作为制冷剂，用于冷冻和运输食品、低温实验研究、化学检测、工业制氮肥等。
熔点是-209.8℃，沸点为-196.56℃，在常温下温度极低，可以达到-196℃，所以液氮容易使人冻伤，并且冻伤后不可逆转。
在常温下液氮体积较小，容易储存运输，所以在大型化工企业中，氮气都是由液氮气化而来，一体积的液氮可以膨胀到696体积的气态氮气。
工业中液氮是由空气分馏而来，先将净化后的空气加压液化就制得液态氮气。
那么液氮在常温下是怎么保持液态而不被气化的呢？在常温下温度极低，可以达到-196℃，这么低的温度在普通室温下25到宝30摄氏度是怎么保持液体状态的呢？医院里存储精子的液氮罐打开时，看到白茫茫的一片，好多人都有这个疑问，白茫茫的一片是被液氮冷凝的空气中的小水滴，类似于雾。
首先，装液氮的容器被称作杜瓦瓶。
杜瓦瓶是苏格兰物理学家和化学家詹姆斯-杜瓦爵士与19世纪发明的，原理就如同家里的暖水瓶，中间抽成一定得真空度，高真空绝热，减少的和外面的热交换。
其次，导热热流密度的计算公式为q=温差/热阻，温差很大，液氮与环境温度温差达200多K，在高真空条件下，分子很少，热运动不剧烈，热阻已经足够的大，导热量会非常小。
最后，再液氮罐开口后，周围的液氮分子都想要吸热量变成气态分子，自由地重新出发，但是有点成熟思想的都知道的，自由哪那么多呢？自由如果多了，自由不就廉价了吗？自由在任何时候都是高端奢侈品！继续回来“扯氮”，当打开盖后周边的空气就会被迅速冷却到零下50度以下了，所以就看到白茫茫的一片，空气不是热的良导体，当周边的空气被冷却后，无法提供更多的热量来使得所有的液氮分子都变成气态，所以我们就可以在常温下也可以看到液氮了。
氮的理化性质
氮的理化性质氮的理化性质氮的理化性质：1.在常温常压下，氮是无色无味无嗅的惰性气体。
氮在空气中约占78.1%。
液态氮也是无色无嗅，比水轻。
在空气中不燃烧。
常温下呈惰性，但在高温高压下有催化剂时与氰化物合成氨。
2.减压放电可得到活性氮。
在高温与金属化合成氮化物(Mg3N2，Cu3N2等)。
在1000℃与碳化钙反应生成氨晴钙。
3.微溶于水、酒精和醚。
在25℃、101.325kpa时的溶解度在甲醇中为16.45mL/100mL、在乙醇中为14.89mL/100mL，在乙醚中为29.30mL/100mL，在水中的溶解度为0.02354mL/g（0℃），0.01258mL/g （30℃），0.01023mL/g（60℃）。
4.氮的分子量为28.0134，熔点（三相点，12.53kPa）是-210.0℃，液体密度（-210.0℃，12.534kPa）为869.5kg/m³，导热系数（100kPa，280K）是0.02447W/（M-K）。
毒性：氮本身无毒，无刺激性，吸入的氮气任以原形通过呼吸道排出。
然而，空气中含氮量增加会造成氧的稀释，影响人的正常呼吸。
高浓度的氮气可引起窒息。
液氮接触皮肤能引起了冷烧伤。
吸入高浓度氮气的患者应迅速转移到空气新鲜处，安置休息并保持温暖。
皮肤接触液氮时立即用水冲洗，如果产生冻疮，须就医诊治。
安全防护：氮气要用受压钢瓶存储，液氮要用绝热容器、槽车贮运。
氮无腐蚀性，容器材料在常温下可使用碳钢、不锈钢、铜、铜合金、铝等通用金属和普通的塑胶材料；对液氮可使用镍钢(90%Ni)、不锈钢、铜、黄铜和贵青铜。
在低温下可使用聚四佛乙烯和聚三佛氯乙烯聚合体。
当出现火情时，氮气可以用来灭火，但禁止往液氮容器中灌氮气的水。
废气可排入大气中。
变压吸附碳分子筛空分氮优点：空气中的氧和氮的分离，一般采用深冷空分法。
然而，深冷空分装置（俗称制氧机）复杂，投资费用大、需要熟练的操作人员。
而且，开车后往往需要10小时左右才能生产出合格的产品氮气。
液氮风险评估与预防
液氮风险评估与预防1. 液氮概述液氮（LN2）是一种无色、无味、无臭的液体，具有极低的温度（-196°C）和较高的蒸气压力。
它主要由氮分子（N2）组成，氮气在常压下被压缩成液态。
液氮广泛应用于 us fields，包括医疗、食品冷冻、电子制造和科学研究。
尽管液氮在许多应用中具有重要的价值，但在处理和储存过程中也存在潜在的风险。
这些风险包括低温烫伤、气化爆炸、窒息和火灾/爆炸。
本文件旨在评估这些风险并提供相应的预防措施。
2. 风险评估2.1 低温烫伤液氮的温度远低于人体皮肤的耐受极限，因此直接接触液氮或其蒸气会导致严重的组织损伤，称为低温烫伤。
这种烧伤比普通火焰烧伤更难以治愈，并且可能导致长期的健康问题。
2.2 气化爆炸液氮在常温下迅速气化，产生大量的氮气。
如果液氮或管道内的压力过高，气化过程可能会导致爆炸。
此外，液氮与空气混合达到一定比例时，也可能形成爆炸性混合物。
2.3 窒息液氮的气化会消耗周围空气中的氧气，导致窒息。
这种情况在工作空间内液氮泄漏时尤为危险。
2.4 火灾/爆炸虽然液氮本身不燃烧，但与易燃物质接触时，液氮可能会助长火灾或爆炸。
3. 预防措施为防止液氮相关风险，应采取以下预防措施：3.1 安全培训所有液氮使用者都应接受专门的安全培训，了解液氮的性质、潜在风险以及紧急应对措施。
3.2 个人防护装备在处理液氮时，应穿戴适当的个人防护装备，如隔离服、手套、防护眼镜和呼吸防护设备。
3.3 储存和运输液氮应存放在通风良好、干燥且远离热源的地方。
在运输过程中，应遵守相关的运输规定和安全标准。
3.4 监测和泄漏处理安装液氮泄漏检测器，以便及时发现泄漏。
在泄漏发生时，立即采取紧急措施，如启动泄漏应急预案，关闭液氮源，通知相关人员，并采取措施防止泄漏扩散。
3.5 紧急准备制定并训练紧急响应计划，以便在发生液氮相关事故时迅速采取行动。
包括紧急疏散、伤员救助和火灾扑救等。
4. 总结液氮在许多领域具有重要应用，但在处理和储存过程中存在潜在风险。
液氮温度区间
液氮温度区间摘要：一、液氮的概述二、液氮的温度区间三、液氮在不同温度下的状态四、液氮温度区间的应用五、液氮温度安全注意事项正文：一、液氮的概述液氮是一种无色、无臭、无味的液体，化学式为N2，是氮气的液态形式。
液氮在常压下的温度为-195.79°C，是地球上最低的温度之一。
由于液氮在低温下具有很高的冷却能力，因此在科学研究、医疗、工业生产等领域具有广泛的应用。
二、液氮的温度区间液氮的温度区间主要分为以下几个阶段：1.常温常压下，液氮的温度为-195.79°C。
2.在-180°C 至-190°C 之间，液氮会变为液固混合物，此时氮气的物理性质发生改变，呈现出类似固体的特性。
3.在-200°C 以下，液氮逐渐变为固态氮。
三、液氮在不同温度下的状态1.在常温常压下，液氮处于液态，具有很好的流动性。
2.在-180°C 至-190°C 之间，液氮变为液固混合物，流动性较差，但仍具有一定的传热能力。
3.在-200°C 以下，液氮完全变为固态氮，不再具有流动性。
四、液氮温度区间的应用1.在科学研究领域，液氮广泛应用于低温实验、超导材料研究、核物理实验等。
2.在医疗领域，液氮可用于低温储存生物样本、医疗设备消毒等。
3.在工业生产领域，液氮可用于金属冶炼、化工原料、制冷系统等。
五、液氮温度安全注意事项1.在操作液氮时，应佩戴好相应的防护设备，如手套、口罩、护目镜等。
2.避免液氮直接接触皮肤和眼睛，防止冻伤。
3.液氮温度极低，应远离火源和热源，防止火灾和爆炸事故。
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碰撞管是用来研究电子 与原子碰撞的，必须由 下列四部分组成：
1)用于发射电子的阴极； 2)用以改变或控制电子
的运动速度(或能量)的 加速极； 3)一个电子与原子碰撞 的等势空间； 4)收集碰撞后的透射电 子的收集极。
怎样测量散射截面？
把充气闸流管的管端部分浸到温度为77K的 液氮中，使管内的气体冻结。在这种低温 状态下，气体原子的密度很小，对电子的 散射可忽略不计，几何因子 因此有：
Ps
1
Ip I s1
I
* s
I
* p
为总有效截面，用Q表示：
Q
1 L
ln(1
Ps
)
1 L
ln
Ip Is
I
* sIΒιβλιοθήκη * p常温下交流电源----观察
液氮中
直流电源------测量
系（左）
常温下Ip-Ea关
Is-Ea关系（右下）
直流电源------测量
系（左）
常温下Ip-Ea关
Is-Ea关系（右下）
液氮条件下
应该 是线 形， 但是 却出 现了 一个 跳变
跳变点发生了什么？！！
经过对比试验记录，发现在跳变点时正好 是：
发现液氮降到 管端以下，加 入了液氮！
解释（1）？~~~
仪器的稳定性不好，由于移动了灯丝管， 很有可能引起仪器的变化，例如灯丝的抖 动或者加速极板的振动，都可能导致这个 变化，毕竟这个跳变点不大。
坚持刻苦的精神！
近代物理实验中，有许多实验是需要多次尝试 总结，并且需要很多次的尝试才能找到适当的 测量范围或者方法，在这个过程中，坚持显得 特别重要。我在做STM扫描实验的时候，整整 一天都未得出任何结果，如果这时候放弃对成 绩是不会有什么影响的，但是如果这样的实验 都做不好，将来如何进行实验研究！于是我认 真总结了失败的经验，上网查了资料，又重新 去做了2次，终于，在节假日大家休息时（较 为安静），扫出了石墨的结构，而这一过程带 给我的不仅是实验能力的提高，更多的是自信 的培养与经验的积累。
每次实验后坚持将失误的地方总结下来， 期末察看报告本才发现，自己所犯的错误 越来越少，而对于错误的分析却是更加深 刻！重视每一个失误，我试验能力提高了 许多。
感谢
最后，在此感谢实验中对我 细心指导的老师，特别是王 煜老师认真批改的批语，不 仅让我看到自己的不足，更 看到了一种作试验者应具有 的严谨的态度和负责的精神！
我将数 据点分 组重新 拟合， 比较它 们之间 的斜率 关系。 发现：
真正的原因！
在Is*=400μA之后，液氮就已经将到管端 以下了，此时阀流管温度已经高于77K，并 且升高，所以数据点偏离了77K的曲线。
在加入液氮后（Is*=800μA）,阀流管温度 重新回到77K，数据点回到77K的曲线上。
解释（1）的证据
*将曲线 分为2 段分别 拟合。 线性回 归系数 很高， 这个解 释在一 定程度 上可以 接受。
解释（1）的问题
不要被表面现象所欺骗！！！
我们假设加入液氮后曲线偏离是毫无道理 的，有可能，或者说就是（后面证明）， 加入液氮后数据点才是真正回到了实际的 液氮条件下的曲线上
将数据点重新组合
本学期我选修了近代物理实验,收获是非常丰 富的:不仅学习了很多物理知识,更加重要的是 加深了对许多物理定律的理解,对世界本质的 认识.而且这个期间锻炼了我的实验能力,思考
能力,提出问题和解决问题的能力.
冉绍尔-汤森效应
以冉绍尔-汤森效应试验为例，从分 析与思考的角度出发，讨论如何去做 一个试验以及如何处理试验中出现的
问题。
什么是冉绍尔-汤森效应？
在惰性气体中，当电子能量降至几电子伏
特时，气体原子和电子弹性散射截面Q迅速 减小；当电子能量约为1eV时，Q出现极小
值，且近于零，说明此时气体对电子呈透
明状态。若继续减少电子能量，则Q迅速增
大，即弹性散射截面与电子能量明显相关， 称为冉绍尔-汤森效应。
怎么观察测量冉绍尔-汤森效应？
加入液氮并不是导致了偏离，相反，是给 出正确的曲线！！！
冉绍尔-汤森效应曲线
在找了问题 之后，采用 另外一种拟 合处理后面 的问题，最 终得到了很 好的冉绍尔汤森曲线
总结
在此总结一下本学期从试验中学到的最要 重要的几点：
坚持刻苦的精神！
用软件处理数据的能力！
学会如何对待实验的失误！
用软件处理数据的能力！
但是近代物理实验对如何处理数据提出了 更高的要求，从不同的实验中，我不仅学 会了在Excel中筛选数据，更会用函数来批 量处理数据；我同样学会了如何在Origin 中作3维矩阵，FFT分析；特别在STM实验 后，使用了许多专业软件处理数据。在将 来的工作学习中，还会接触到许多处理数 据的软件，学习和使用它们成为研究工作 的必要，而近代物理的学习让我有了一定 的基础，相信对将来的研究道路是很大帮 助的。
同时要感谢普郁同学（同一 组），试验中我们总能互相 鼓励，互相帮助，一起完成 了这学期的9个实验，并获 得了老师的一致好评，谢谢！
处理数据的能力（2）
当然，我也不是完全依靠电脑给出的数据， 在<相对论验证>实验中，我自己独立的将 数据修正，并且和电脑给出的修正作比较， 符合的很好，处理数据的过程也让我加深 了物理图景的理解，老师也给予了很高的 评价！
学会如何对待实验的失误！
试验一次成功在实际的研究工作中几乎是 不可能的。因此在本学期的试验中，我从 不忽视试验中的错误，会仔细分析找出原 因并改正。正如上文分析的跳变点，其实 也是实验时的一个失误造成的。