quando se trata do processo de secagem, um equipamento VITAL em qualquer laboratório é o forno a vácuo. EXPLORE A CIÊNCIA POR TRÁS DOS FORNOS A VÁCUO.
a pesquisa científica envolve muita tentativa e erro. Também envolve a necessidade de resolver problemas às vezes contraditórios. Soluções simples são lançadas desde o início, quando o método experimentado e verdadeiro se torna parte do problema.
caso em questão, um forno a vácuo encontra uso onde a secagem é necessária, mas o aquecimento está fora de questão. Da mesma forma para situações em que o atrito do ar em movimento arruinará uma amostra ou um processo.
quando você precisa secar uma amostra, um microchip ou uma preparação, a única solução real é mover o líquido para fora sem alterar a substância irrevogavelmente. Para este complexo conjunto de problemas, as forças da pressão hidrostática se exercitam.
continue lendo para aprender como os laboratórios usam princípios físicos para contornar esses problemas difíceis.
usos do forno a vácuo
existem duas razões principais para usar um forno a vácuo para fins de secagem em um ambiente de laboratório.
a primeira é evitar os problemas que vêm com outras formas de secagem. O calor é o inimigo de uma variedade de diferentes voláteis e amostras biológicas. A oxidação do oxigênio introduzida no processo de secagem também pode levar à diminuição da longevidade ou erros críticos em alguns objetos.
em segundo lugar, ao trabalhar com substâncias biológicas ou bioativas, é necessário um nível preciso de controle para replicar amostras. Outros métodos de secagem deixam variáveis mais abertas do que a secagem a vácuo, que controla a pressão, a temperatura e o fluxo de ar, o que limita a contaminação e as margens de erro.
um forno a vácuo de qualidade elimina as suposições da preparação da amostra e economiza rapidamente componentes caros da deterioração depois de sofrer com a introdução de umidade, também conhecida como derramamentos.
O QUE É SECAGEM?
no nível molecular, a secagem é a remoção de moléculas de água dos materiais circundantes. A melhor maneira de tirar a água é abrir as ligações e converter a água líquida em vapor, que será transferida para fora, deixando os sólidos mais densos e outros materiais líquidos para trás.
secagem por calor
normalmente, isso é feito aquecendo um objeto. Quanto maior o calor, mais as ligações se abrem e mais água líquida pode se tornar vapor de água. Criar calor suficiente para transferir a água SEM queimar o material desejado é o truque. Ajuda a que a água seja facilmente excitável e se torne vapor a uma temperatura adequadamente baixa de cerca de 100 C. Quando isso é muito calor para o material, as propriedades das moléculas de água precisam ser exploradas.
secagem ao ar
quando o calor não está em abundância, o ar que se move pela superfície pode criar uma mudança na pressão que afeta o ponto de ebulição da água.
quanto mais seca a entrada de ar, melhor o efeito. O ar úmido já está saturado com vapor de água, por isso tem menos força para coletar mais.
à medida que o ar se move pelo objeto, o objeto aquece da energia da água que se transfere de um líquido para um estado gasoso. Isso retarda a secagem à medida que a diferença de temperatura entre o ar e a superfície diminui.
quanto mais poroso o objeto, mais tempo é necessário para puxar a água ainda mais no objeto para a superfície onde ele pode ser liberado e então capturado pelo ar circundante.
uma diferença ideal entre a temperatura da superfície e a temperatura do ar cria uma diferença de pressão parcial necessária para diminuir a temperatura de ebulição da água e liberar o vapor com menos energia que sobra na superfície.
secagem A Vácuo
com o conceito de movimento de calor e ar compreendido, você pode passar para o processo de secagem a vácuo.
desde que o ar não esteja úmido e esteja se movendo, ele cria um diferencial de pressão parcial entre o ar e a superfície.
no caso de uma atmosfera de baixa pressão, a temperatura de ebulição da água reduz de 100 ° C para baixo. Isso faz parte da questão da descompressão no espaço, a pressão do ar próxima a zero muda drasticamente o ponto de ebulição da água dentro de uma pessoa, fazendo com que seu corpo muito líquido se converta em gás rapidamente.
para secagem a vácuo, você precisa mover o vapor de água que escapa para longe do material da superfície rapidamente para evitar que a energia que escapa aumente as temperaturas da superfície.
manter um vácuo ao mesmo tempo que empurra muito ar através de um sistema é sua própria contradição. Para isso, um forno a vácuo regula cuidadosamente a introdução do ar e o ar retirado.
controlar a temperatura da superfície
durante o processo de secagem a vácuo, as temperaturas da superfície do objeto que está sendo seco precisam permanecer quase constantes. Se os temps subirem, isso pode danificar o objeto, se eles ficarem muito baixos, formas de condensado, permitindo que o vapor de água recém-convertido se aglutine em líquido.
para compensar esses efeitos, uma fonte de calor aquece o objeto em cuidadosa coordenação com o ar ao seu redor. Cada temperatura precisa ser mantida adicionando mais calor, removendo o vapor rapidamente, e introduzindo o ar novo que move-se no sentido apropriado tudo ao mesmo tempo.
pressão e ebulição
a maneira como a pressão funciona, ela empurra os objetos juntos. A uma pressão alta o suficiente, a maioria das substâncias compactas, tornando-se sólidos de defacto. A pressão interna do sol é tal que converte o gás em plasma superaquecido, por exemplo.
à medida que a pressão aumenta, o calor aumenta e o excesso de energia dos átomos é convertido em movimento mais rápido. Você pode ter ouvido falar das partículas “excitadas” neste contexto. As partículas que se movem mais rapidamente colidem com mais frequência e com mais força, criando calor residual.
quanto menor a pressão, mais espaço as partículas precisam se mover e menor a energia geral do sistema à medida que as partículas colidem com menos frequência e com menos força.
em pressões mais baixas, é mais fácil para as partículas em movimento mais lentas escaparem sem colisões que criam calor residual. Menos calor residual mantém a reação acontecendo com menor energia e assim por diante.
seja absorvido em mais
compreender os princípios da pressão hidrostática é fundamental para entender como funciona um forno a vácuo. Felizmente, você não precisa fazer as contas pesadas para garantir que suas amostras saiam adequadamente a cada vez com um equipamento adequado.
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