冷凝管竖放时,冷却水的流向为什么也是下进上出

高中阶段在学习蒸馏装置时,用作冷凝收集的冷凝管徐放,冷却水从下口进上口出,与蒸气形成逆流。这样的水流流向,可以使已作冷却作用的温水立即从上口排出,以保证接触蒸气的水都是常温,以达到最佳的冷却效果。

但在一些需要冷凝回流的装置中,冷凝管要竖插在反应置装上面,使反应物却流回反应容器中,继续反应。如图:

很多学生就想不明白,为什么这种竖插的冷凝管的冷却水也是从下口进上口出。其实细细想想,道理就很简单了。假设冷却水从上口流进,那么当管内的水位高于下口时,就会使冷却水从下口流出。这时候,冷却水的水位永远都只停在下口的高度,冷却行程很短,冷却效果很差。但水从下口进,水用顶着重力往上涨,直到水位上升到上口才从上口流出。冷却行程大大增加,达到较好的冷却效果。

当然,这是谁都明白的道理。阿柯今天想说的是,即使是竖插的冷凝管,冷却水与蒸气逆流的效果仍然是最好的。也就是水若从上口进下口出,会使在下端刚接触热蒸气的温水及时地从下口排出,使到使个冷疑管内的水都处于低温,冷却效果应该是最好的。若从下口进上口出,从下口处冷凝升温的水会一直升到上口才流出,这就使得整支冷凝管内的水都是有温度的,冷却效果不够上进下出好。

但上面分析了,上进下出的话管内的水无法充满,冷却行程短,效果差。其实解决这个问题很简单,在下口加个止水夹,使水从上口注入冷凝管内,等管内充满水了再打开下口止水夹就得了。

当然,这是阿柯的个人见解,也就是在实际操作中可以这样“违规”作业。高中是应试教育,考试时学生还是应该填“下进上出”否则没分不要怪我,哈哈……

3 条评论

  • 高到QVOD 2016 年 12 月 17 日 回复

    实践出真理

  • jacey 2012 年 3 月 1 日 回复

    1.水的比热比较大吧,做实验的时间也不是很长,因此“使得整支冷凝管内的水都是有温度的”这个现象不明显。
    2.还是水的比热比较大,从上口进下口出的话,水会很快从下口流出,可能会造成局部冷热不均造成试管破裂,但是如果下水口很小,这样的话就不存在这样的问题,我想这样可以达到最佳的冷却效果。
    个人见解 哈哈

    • 阿柯 2012 年 3 月 1 日 回复

      上下口是一样大的,我觉得不会使管内水流空。不过你的分析也有一定道理,效果好坏,还得实验检验。

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