如何保持液氮低溫？

　　一直認為是液態(tài)氮因為沸點極低，故在常溫常壓下急速蒸發(fā)帶走大量熱量而創(chuàng)造出低溫環(huán)境(貌似-190攝氏度左右吧)，但是看到一些醫(yī)院用于低溫存儲(如精子)的環(huán)境都是一些液氮罐子，液氮罐靠高壓封閉的環(huán)境升高了液氮的沸點而將氮保持液態(tài)，根據(jù)熱力學(xué)定律，液氮罐里的溫度也應(yīng)該是常溫啊，如此一來又是如何保證冷凍環(huán)境的呢?

　　首先，裝液氮的容器被稱作杜瓦。由于液氮比較廉價(相對與其他低溫產(chǎn)品如液氫)，所以通常只使用高真空絕熱。

　　其次，導(dǎo)熱量的計算公式為q=溫差/熱阻，在高真空條件下，熱傳遞是兩層壁間輻射占優(yōu)，熱阻已經(jīng)足夠的大，導(dǎo)熱量會非常小。

　　最后，在微量導(dǎo)熱時，不可能獲得沸騰所需的大量熱。杜瓦的結(jié)構(gòu)類似于暖水瓶的內(nèi)膽。

　　當(dāng)然，如果覺得上述太專業(yè)的話，也可以這樣來理解。

　　1.一般液氮容器(杜瓦)分成帶壓和常壓的兩種，常壓就是液氮與大氣之間沒有密封，只是簡單的隔離，此時，液氮的溫度就是77 K左右

　　2.怎么保住這么低的溫?杜瓦本質(zhì)上就是個保溫瓶，它用真空夾層、填充絕熱材料、使用玻璃鋼不銹鋼等弱導(dǎo)熱材料等方法，盡可能減小漏熱，而漏進來的少部分熱量可通過蒸發(fā)走的少量液氮彌補，而液氮是一種相當(dāng)廉價的東西(每升1元左右)

　　一直在用液氮罐存放細胞。液氮罐不是“高壓封閉”的，液氮罐內(nèi)的液氮每日都會氣化揮發(fā)的。

　　保持低溫的原因：液氮在氣化的過程中帶走熱量保持低溫。

　　還有一個原因是，液氮罐蓋一般是多孔泡沫塑料材質(zhì)，導(dǎo)熱系數(shù)也非常低，有效阻隔出口處的導(dǎo)熱。

　　我覺得提問者的思路是這樣的：液氮能降溫是因為常溫常壓下急速蒸發(fā)帶走大量熱量，但是封閉在高壓液氮罐里時并不能蒸發(fā)帶走熱量，而且在高壓下保存溫度比常壓更高，而且由于熱力學(xué)第二定律逐漸升溫至常溫，直至喪失保溫能力……

　　“液氮罐靠高壓封閉的環(huán)境升高了液氮的沸點而將氮保持液態(tài)，根據(jù)熱力學(xué)定律，液氮罐里的溫度也應(yīng)該是常溫啊”。

　　其實所謂的液氮罐子并不是單單靠高壓封閉的環(huán)境保持氮的液態(tài)，因為氮氣液化存在臨界溫度-147℃，超過臨界溫度，無論加多大的壓力都不能液化氮氣，最主要的是隔斷液氮的熱傳導(dǎo)方式。也正因為存在臨界溫度，所以不可能存在常溫的液氮。