各种冷凝管用法大全

近些年，各地模考中频繁出现了空气冷凝管。其实这个空气冷凝管与过去我们做题中经常碰到的那种“长玻璃导管”作用是相同的，只是专业空气冷凝管是带标准磨口，较粗一些、冷凝效果优于长玻璃导管的一种专用仪器而已。上图最坐边就是空气冷凝管实物图。

然后给大家介绍一下空气冷凝与水冷凝的优缺点。首先从冷凝效果看水冷优于空气冷凝，原因是水的比热大具体值是4.2kJ·kg^－1·℃^－1，而空气的比热是1.01kJ·kg^－1·℃^－1。也就是说1千克水升高一度吸收4.2kJ热量，而同样质量的空气升高一度仅吸收1.01kJ热量。显然吸收同样多的热量，空气升温更快。根据傅里叶定律：热传导时热流（单位截面上单位时间传递的能量）与温度的梯度成正比。温差越大传热效果越好。由于空气比热小，温升快，冷热介质间温差迅速缩小不利于传热，所以空气冷凝效果差。因此我们知道平常生活中一些小功率的发动机比如小排量摩托车采取风冷（空气冷却）散热，而功率较大的汽车、卡车等采用水冷方式。其次，空气冷凝也并非一无是处。水冷效果好但如果用来冷却一些高沸点的馏出物时容易产生温差过大导致玻璃炸裂，就是我们平常都知道的冬天冷玻璃杯倒热水就把杯子给“激了”。所以对于高沸点（超过140℃）馏出物一般采用空气冷凝管，高沸点馏出物比较容易冷凝（就像水蒸气沸点100℃要比液氨－33℃更容易被冷凝），所以采取空气冷凝是可以的。同时由于高沸点馏出物温度较高容易造成温差过大冷凝管玻璃炸裂，所以从实验安全性上不适合采用水冷凝管。

再介绍一下球形冷凝管与蛇形冷凝管的结构特点及功能。球形冷凝管球泡状管作内芯管，与直形管相比，球泡状的内芯管的冷却面积大冷却效果比较好，这样就可以缩短冷凝管尺寸。同时球形设计更利于冷凝液汇聚作用。蛇形冷凝管内管为螺旋形，增大了玻璃管长度，冷却时间更长、冷却面积更大。所以蛇形冷凝管冷凝效果相较球形冷凝管更好。但需注意，球形冷凝管或蛇形冷凝管如果倾斜放置蒸馏时积存的馏出液较多，所以不适合倾斜放置的蒸馏或分馏冷凝，通常用于冷凝回流。