单选题
在以水、盐水、氨蒸气分别为冷却剂时,若想得到-20℃的低温,选择的冷却剂为()。
A
水
B
盐水
C
氨蒸气
D
油
答案解析
正确答案:B
解析:
要解答这道题,我们需要分析各个选项作为冷却介质时的物理性质及适用温度范围:
1. **水 (A)**:
* 水的冰点是 $0^\circ\text{C}$。在标准大气压下,液态水无法在 $0^\circ\text{C}$ 以下存在(会结冰)。因此,水不能直接作为获得 $-20^\circ\text{C}$ 低温的冷却剂。
2. **氨蒸气 (C)**:
* 这里需要注意术语的准确性。在制冷系统中,**液氨**蒸发吸热可以产生很低的温度(氨的标准蒸发温度约为 $-33.4^\circ\text{C}$),确实可以达到 $-20^\circ\text{C}$。
* 但是,题目中写的是“氨**蒸气**”。蒸气是气体状态,通常作为制冷剂在冷凝器中放热或在蒸发器中吸热后的状态。如果是指用“氨蒸气”去冷却其他物体,效率极低且不符合常规制冷循环逻辑(通常是用液态制冷剂蒸发来制冷)。
* 更关键的是,在工业和实验室语境中,当提到“冷却剂”且对比“水”和“盐水”时,通常指的是**载冷剂**(Secondary Refrigerant/Brine),即用于传递冷量的中间介质,而不是直接蒸发的制冷剂。氨通常作为**制冷剂**(Primary Refrigerant),而盐水常作为**载冷剂**。
* 即使不考虑载冷剂/制冷剂的区别,单看“氨蒸气”这一表述,它本身不具备像液体那样通过相变或高比热容来稳定维持 $-20^\circ\text{C}$ 环境的能力(除非是在特定的热交换过程中,但通常我们说用氨制冷是指液氨蒸发)。相比之下,盐水是典型的用于低于 $0^\circ\text{C}$ 环境的载冷剂。
3. **盐水 (B)**:
* 盐水是水和盐(如氯化钠 $\text{NaCl}$ 或氯化钙 $\text{CaCl}_2$)的混合物。
* 根据溶液的依数性,加入溶质会降低溶剂的冰点。例如,氯化钙盐水的共晶温度可低至 $-55^\circ\text{C}$ 左右,氯化钠盐水的共晶温度约为 $-21.2^\circ\text{C}$。
* 因此,适当浓度的盐水可以在 $-20^\circ\text{C}$ 时仍保持液态,常被用作低于 $0^\circ\text{C}$ 环境下的**载冷剂**,用于传递冷量。这是工业和实验室中获取 $-20^\circ\text{C}$ 左右低温环境的常用方法。
4. **油 (D)**:
* 普通矿物油在低温下粘度会急剧增加,甚至凝固,且其比热容较小,传热性能不如盐水。虽然某些特殊合成油可用于低温,但在常规选项对比中,盐水是更标准、更经济且常见的选择。
**结论:**
* 水在 $0^\circ\text{C}$ 结冰,无法用于 $-20^\circ\text{C}$。
* 氨通常以液态蒸发形式制冷,且“氨蒸气”表述不准确;此外,在涉及“水、盐水”对比的语境下,考察点通常是**载冷剂**的选择。
* 盐水通过降低冰点,可以在 $-20^\circ\text{C}$ 保持液态,是理想的低温载冷剂。
因此,正确答案是 **B. 盐水**。
相关知识点:
选盐水得-20℃低温
题目纠错
化工总控工理论题库
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