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Un incubatore di CO2 produce condensa, l'umidità relativa è troppo alta?
Quando utilizziamo l'incubatore di CO2 per coltivare le cellule, a causa della differenza nella quantità di liquido aggiunto e del ciclo di coltura, abbiamo requisiti diversi per l'umidità relativa nell'incubatore.
Per esperimenti che utilizzano piastre di coltura cellulare a 96 pozzetti con un lungo ciclo di coltura, a causa della piccola quantità di liquido aggiunto a un singolo pozzo, esiste il rischio che la soluzione di coltura si asciughi se evapora per un lungo periodo di tempo a 37 ℃.
Una maggiore umidità relativa nell'incubatore, ad esempio, per raggiungere oltre il 90%, può effettivamente ridurre l'evaporazione del liquido, tuttavia è sorto un nuovo problema, molti sperimentatori di coltura cellulare hanno scoperto che l'incubatore è facile da produrre condensa nell'elevata umidità Le condizioni, la produzione di condensa se non controllate, accumuleranno sempre di più alla coltura cellulare hanno portato un certo rischio di infezione batterica.
Quindi, la generazione di condensa nell'incubatore è perché l'umidità relativa è troppo alta?
Prima di tutto, dobbiamo comprendere il concetto di umidità relativa,umidità relativa (umidità relativa, RH)è il contenuto effettivo del vapore acqueo nell'aria e la percentuale del contenuto di vapore acqueo a saturazione alla stessa temperatura. Espresso nella formula:
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La percentuale di umidità relativa rappresenta il rapporto tra il contenuto di vapore acqueo nell'aria e il contenuto massimo possibile.
In particolare:
* 0% RH:Non c'è vapore acqueo nell'aria.
* 100% RH:L'aria è satura di vapore acqueo e non può contenere più vapore acqueo e si verificherà condensa.
* 50% RH:Indica che l'attuale quantità di vapore acqueo nell'aria è metà della quantità di vapore acqueo saturo a quella temperatura. Se la temperatura è di 37 ° C, la pressione del vapore acqueo saturo è di circa 6,27 kPa. Pertanto, la pressione del vapore acqueo all'umidità relativa del 50% è di circa 3,135 kPa.
Pressione satura di vapore acqueoè la pressione generata dal vapore nella fase gassosa quando l'acqua liquida e il suo vapore sono in equilibrio dinamico a una certa temperatura.
In particolare, quando il vapore acqueo e l'acqua liquida coesistono in un sistema chiuso (ad es. Un incubatore di radobio CO2 ben chiuso), le molecole d'acqua continueranno a cambiare dallo stato liquido allo stato gassoso (evaporazione) nel tempo, mentre anche molecole gassose dell'acqua continuerà a passare allo stato liquido (condensa).
Ad un certo punto, i tassi di evaporazione e condensa sono uguali e la pressione del vapore in quel punto è la pressione del vapore acqueo saturo. È caratterizzato da
1. Equilibrio dinamico:Quando il vapore di acqua e acqua coesistono in un sistema chiuso, evaporazione e condensa per raggiungere l'equilibrio, la pressione del vapore acqueo nel sistema non cambia più, in questo momento la pressione è satura di pressione del vapore acqueo.
2. Dipendenza dalla temperatura:La pressione del vapore acqueo saturo cambia con la temperatura. Quando la temperatura aumenta, aumenta l'energia cinetica delle molecole d'acqua, più molecole d'acqua possono sfuggire alla fase gassosa, quindi aumenta la pressione del vapore acqueo saturo. Al contrario, quando la temperatura diminuisce, la pressione del vapore acqueo saturo diminuisce.
3. Caratteristiche:La pressione dell'acqua satura è un parametro caratteristico puramente materiale, non dipende dalla quantità di liquido, solo con la temperatura.
Una formula comune utilizzata per calcolare la pressione del vapore acqueo saturo è l'equazione di Antoine:
Per l'acqua, la costante di Antoine ha valori diversi per diversi intervalli di temperatura. Un insieme comune di costanti sono:
* A = 8.07131
* B = 1730.63
* C = 233.426
Questo set di costanti si applica all'intervallo di temperatura da 1 ° C a 100 ° C.
Possiamo usare queste costanti per calcolare che la pressione dell'acqua satura a 37 ° C è 6,27 kPa.
Quindi, quanta acqua è nell'aria a 37 gradi Celsius (° C) in uno stato di pressione di vapore acqueo saturo?
Per calcolare il contenuto di massa del vapore acqueo saturo (umidità assoluta), possiamo usare la formula di equazione di Clausius-Clapeyron:
Pressione del vapore acqueo saturo: a 37 ° C, la pressione del vapore acqueo saturo è di 6,27 kPa.
Convertire la temperatura in Kelvin: t = 37+273.15 = 310,15 K
Sostituzione nella formula:
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Il risultato ottenuto dal calcolo è di circa 44,6 g/m³.
A 37 ° C, il contenuto di vapore acqueo (umidità assoluta) a saturazione è di circa 44,6 g/m³. Ciò significa che ogni metro cubo d'aria può contenere 44,6 grammi di vapore acqueo.
Un incubatore di CO2 da 180 litri terrà solo circa 8 grammi di vapore acqueo.Quando la panoramica e i vasi di coltura sono riempiti di liquidi, l'umidità relativa può facilmente raggiungere valori elevati, anche vicini ai valori di umidità della saturazione.
Quando l'umidità relativa raggiunge il 100%,Il vapore acqueo inizia a condensare. A questo punto, la quantità di vapore acqueo nell'aria raggiunge il valore massimo che può contenere alla temperatura corrente, cioè saturazione. Ulteriori aumenti del vapore acqueo o diminuzioni della temperatura causano il condensano il vapore acqueo in acqua liquida.
La condensa può verificarsi anche quando l'umidità relativa supera il 95%,Ma questo dipende da altri fattori come la temperatura, la quantità di vapore acqueo nell'aria e la temperatura superficiale. Questi fattori influenzanti sono i seguenti:
1. Diminuzione della temperatura:Quando la quantità di vapore acqueo nell'aria è vicina alla saturazione, qualsiasi piccola riduzione della temperatura o aumento della quantità di vapore acqueo può causare condensa. Ad esempio, le fluttuazioni della temperatura nell'incubatore possono portare alla generazione di condensa, quindi la temperatura è un incubatore più stabile avrà un effetto inibitorio sulla generazione di condensa.
2. Temperatura superficiale locale al di sotto della temperatura del punto di rugiada:La temperatura della superficie locale è inferiore alla temperatura del punto di rugiada, il vapore acqueo si condenserà in goccioline d'acqua su queste superfici, quindi l'uniformità della temperatura dell'incubatore avrà prestazioni migliori nell'inibizione della condensa.
3. Aumento del vapore acqueo:Ad esempio, i contenitori di panoramica e coltura di umidificazione con una grande quantità di liquido e l'incubatrice è meglio sigillata, quando la quantità di vapore acqueo nell'aria all'interno dell'incubatore è aumentata oltre la massima capacità alla temperatura attuale, anche se la temperatura rimane invariata , la condensa verrà generata.
Pertanto, un incubatore di CO2 con un buon controllo della temperatura ha ovviamente un effetto inibitore sulla generazione di condensa, ma quando l'umidità relativa supera il 95% o addirittura raggiunge la saturazione, la possibilità di condensa aumenterà significativamente,Pertanto, quando coltiviamo le cellule, oltre a scegliere un buon incubatore di CO2, dovremmo cercare di evitare il rischio di condensa causata dalla ricerca di elevata umidità.
Tempo post: lug-23-2024