Incubator CO2 condensationem producit, num humiditas relativa nimis alta est?
Cum incubatore CO2 ad cellulas colendas utimur, propter differentiam in quantitate liquidi additi et cyclo culturae, requisita humiditatis relativae in incubatore diversa sunt.
In experimentis utentibus laminis culturae cellularum 96 puteorum cum longo cyclo culturae, propter parvam liquidi quantitatem in unum puteum additam, periculum est ne solutio culturae exarescat si diu ad 37°C evaporaverit.
Humiditas relativa altior in incubatore, exempli gratia, si plus quam 90% attingit, evaporationem liquidi efficaciter reducere potest, sed nova difficultas orta est: multi experimentales culturae cellularum invenerunt incubatorem facile condensatum in condicionibus altae humiditatis producere. Si productionem condensati non effrenatam, magis magisque accumulabit, quod periculum infectionis bacterialis culturae cellularum affert.
Ergo, num generatio condensationis in incubatore propter humiditatem relativam nimis altam fit?
Primum omnium, notionem humiditatis relativae intellegere debemus,humiditas relativa (Humiditas Relativa, RH)est actualis contentus vaporis aquae in aere et percentatio contenti vaporis aquae ad saturationem eadem temperatura. Expressum formula:
.png)
Percentatio humiditatis relativae rationem vaporis aquae in aere ad maximum contentum possibilem repraesentat.
Speciatim:
* 0% RH:Nullus vapor aquae in aere est.
* 100% RH:Aer vapore aquae saturatus est et plus vaporis aquae retinere non potest et condensatio fiet.
* 50% RH:Indicat quantitatem vaporis aquae in aere dimidiam esse quantitatem vaporis aquae saturati ad illam temperaturam. Si temperatura est 37°C, tum pressio vaporis aquae saturati est circiter 6.27 kPa. Ergo, pressio vaporis aquae ad 50% humiditatis relativae est circiter 3.135 kPa.
Pressio vaporis aquae saturataeest pressio a vapore in phase gaseosa generata cum aqua liquida et eius vapor in aequilibrio dynamico ad certam temperaturam sunt.
Speciatim, cum vapor aquae et aqua liquida in systemate clauso coexistunt (exempli gratia, incubatore Radobio CO2 bene clauso), moleculae aquae per tempus a statu liquido ad statum gasosum (evaporatio) mutabuntur, dum etiam moleculae aquae gasosae ad statum liquidum (condensatio) mutabuntur.
Ad certum punctum, evaporationis et condensationis rates aequales sunt, et pressio vaporis eo puncto est pressio vaporis aquae saturatae. Haec notatur per
1. aequilibrium dynamicum:Cum aqua et vapor aquae in systemate clauso coexistunt, evaporatio et condensatio ad aequilibrium perveniunt, pressio vaporis aquae in systemate non iam mutatur, sed hoc tempore pressio est pressio vaporis aquae saturati.
2. dependentia temperaturae:Pressio vaporis aquae saturati cum temperatura mutatur. Cum temperatura crescit, energia cinetica molecularum aquae augetur, plures moleculae aquae ad phasem gasosam effugere possunt, ita pressio vaporis aquae saturati augetur. Contra, cum temperatura decrescit, pressio vaporis aquae saturati decrescit.
3. Characteres:Pressio aquae saturatae est parametrus proprietatis materialis pure, non a quantitate liquidi, sed solum a temperatura pendet.
Formula communis ad pressionem vaporis aquae saturati calculandam est aequatio Antoineana:
Pro aqua, constans Antoine valores diversos pro diversis intervallis temperaturarum habet. Series constantium communis est:
* A=8.07131
* B=1730.63
* C=233.426
Haec constantium series ad temperaturas ab 1°C ad 100°C pertinet.
His constantibus uti possumus ad calculandum pressionem aquae saturatae ad 37°C esse 6.27 kPa.
Quanta igitur aquae est in aere ad 37 gradus Celsius (°C) in statu pressionis vaporis aquae saturati?
Ad massam vaporis aquae saturati (humiditatem absolutam) computandam, formulam aequationis Clausius-Clapeyron uti possumus:
Pressio vaporis aquae saturatae: Ad 37°C, pressio vaporis aquae saturatae est 6.27 kPa.
Temperatura in Kelvin convertenda: T=37+273.15=310.15 K
Substitutio in formulam:
.png)
Resultatum per calculationem obtentum est circiter 44.6 g/m³.
Ad 37°C, contentum vaporis aquae (humiditas absoluta) in saturatione est circiter 44.6 g/m³. Hoc significat unumquemque metrum cubicum aeris 44.6 grammata vaporis aquae continere posse.
Incubator CO2 180L tantum circiter octo grammata vaporis aquae continebit.Cum patina humidificationis necnon vasa culturae liquoribus repleta sunt, humiditas relativa facile valores altos attingere potest, etiam prope valores humiditatis saturationis.
Cum humiditas relativa centum per centum attingit,Vapor aquae condensari incipit. Hoc loco, quantitas vaporis aquae in aere maximum valorem quem temperatura praesenti tenere potest, id est saturationem, attingit. Ulteriores augmenti vaporis aquae vel diminutiones temperaturae efficiunt ut vapor aquae in aquam liquidam condensetur.
Condensatio etiam oriri potest cum humiditas relativa 95% excedit,sed hoc ab aliis factoribus pendet, ut temperatura, quantitate vaporis aquae in aere, et temperatura superficiei. Hi factores influentes sunt qui sequuntur:
1. Temperaturae diminutio:Cum aquae vaporis copia in aere saturationi proxima est, quaevis parva temperaturae diminutio vel augmentum vaporis aquae condensationem efficere potest. Exempli gratia, fluctuationes temperaturae in incubatore ad condensationis generationem ducere possunt, ita temperatura incubatoris stabilior effectum inhibitorium in generationem condensationis habebit.
2. temperatura superficiei localis infra temperaturam puncti roscis:Si temperatura superficiei localis inferior est quam temperatura puncti roris, vapor aquae in guttas aquae in his superficiebus condensabitur, ita uniformitas temperaturae incubatoris meliorem efficaciam in inhibitione condensationis habebit.
3. Vapor aquae auctus:Exempli gratia, patella humidificatoria et vasa culturae magna copia liquidi impleta, et incubator melius clausus; cum quantitas vaporis aquae in aere intra incubatorem ultra capacitatem maximam ad temperaturam praesentem creverit, etiam si temperatura immutata maneat, condensatio generabitur.
Ergo, incubator CO2 cum bona moderatione temperaturae effectum inhibitorium in generationem condensationis manifeste habet, sed cum humiditas relativa 95% excedit vel etiam saturationem attingit, possibilitas condensationis significanter augebitur.Ergo, cum cellulas colimus, praeter eligendum bonum incubatorem CO2, periculum condensationis ex studio altae humiditatis afferens vitare conamur.
Tempus publicationis: XXIII Iulii MMXXIV