100L的容器装了50L的水，加热保持恒温至85度，用真空泵对上层空间抽真空，真空泵的极限真空度为-0.098MPa

Question

因为要考虑到水的蒸发，真空度实际能达到多少？是不是说水的蒸发速度和抽气速度达到平衡呢？

Answer 1

这么高的真空度，是不能用水来做隔离的。因为水会在远未到达这个真空度的时候沸腾起来。这么高的温度，沸腾点的压强很高，水会剧烈汽化，远比烧开了的水剧烈，真空几乎无法维持，直到水完全沸腾干净。

另外计算这个最终平衡的真空度，还要知道你的泵流量，水是一直剧烈沸腾状态的，这个最终压强与饱和蒸气压没有关系。只与水的汽化速度和泵流量有关。
水在85度时的饱和蒸气压是0.058Mpa，就相当于-0.043Mpa的真空度，就是说你抽到这个真空度，水就开始沸腾。

水不是蒸发的，而是剧烈沸腾的，汽化速度很快。

我做过这个实验，水的温度只有30摄氏度左右，-0.09Mpa的泵，真空度也无法达到-0.09Mpa。

不清楚你什么应用场合，建议用别的液体替代水来做这个隔离，比如水银，这个有毒，比较不安全。我曾经用过一种被用作跑步机润滑用的硅油，也不会沸腾，但我做的真空度要低一些，只有-0.09Mpa。追问

那在知道水的汽化速度和泵流量之后，怎么知道大概能达到的真空度？我简单的算下在这种条件下水的蒸发速度为大概在0.25L/s的水，泵的流量是100m³/h

追答

平衡时就是蒸发速度等于泵流量，100m³/h=27.777L/s。

不清楚你怎么算的这个沸腾速度。
你计算泵流量时考虑进去当前真空度就可以了，就是泵流量为0.25L/s时的压强，因为气压低了，抽取27.777L/s，实际是0.25L/s标准大气压下的体积。
即 P0×0.25=P×27.777，p0是大气压，大约0.1Mpa
这样看来这个流量应该能抽到比较高的真空度。数据你自己算算看吧。

追问

打个比比方，100L的容器内装有少量水，每秒水的蒸发量为0.1L每秒(水的蒸发量，不是蒸汽的体积)，然后27.77L/s的真空泵抽速，那实际的真空抽速是按泵的抽速减去蒸发量还是说最终的真空度在抽速大于蒸发量的时候只取决于水的蒸发量？(始终保持85度恒温)

追答

最终的真空度取决于水的蒸发量和抽速。抽速是根据压强关系换算以后的抽速。这个蒸发速度我不知道如何算，你可以做实验来确定，正常环境烧开了水试试看吧，沸腾时是剧烈汽化的。按照你提供的速度，0.1L/s=100g/s=5.5556mol/s，PV=nRT一个大气压下（0.1MPa）汽化速度为133L/s。饱和蒸气压是0.058Mpa，你的泵的速度是27L/s是0.1Mpa下的抽速，
在沸腾时候的抽速就下降到了27×0.58=15.66L/s这汽化速度就远大于你的泵抽气速度。所以一旦水沸腾，气压就无法降低了，就只能平衡在85度的饱和蒸气压。
10台泵一起抽的话，抽气速度是156.6L/s这样状况下能达到的压强是(133/270)×0.1Mpa=0.049Mpa。只有-0.05左右的真空度。

Answer 2

100L的容器装了50L的水，加热保持恒温至85度，上部空间的压强为85摄氏度晨水的饱和蒸汽压（查表可知这个具体数值）。现在用真空泵对容器上部抽真空，下边的水就要不断蒸发，始终保持这个饱和蒸汽压（因为保持恒温至85度），只在存在85度的水，这个真空度就不变，就是这个饱和蒸汽压。抽气速度快，蒸发速度也快，是要帮到一个平衡。
直到水被蒸发完后。容器上部被继续抽真空，真空度最终达到0.098MPa。追问

如果我用的真空泵流量选大一点，远远高于水的蒸发速度，比如100m³/h的抽速，那在水没蒸发完之前，真空度能达到多少？

追答

除非你把容器上部的面积做的小小的，甚至上面是一个很细的管子，限制水分子的向外运动，才能使真空泵流量大一点，远远高于水的蒸发速度。一般不可能。