技术娱乐向——水草碳源物理性质
本帖最后由 Eien 于 2020-5-24 18:10 编辑各位草友大家好，新人初次发帖，请多指教。一年前我因为偶然原因进入到这个领域，通过各种途径开始自学。（主要是ADA官网还有匈牙利的GreenAqua小哥Balaz，还有就是多年教育积累的姿势水平）
最近辗转反侧想水草碳源有了一点心得，这次就水草碳源的物理性质和大伙做一点分享。
Google上一通骚操作，找到了宾夕法尼亚州立大学能源学院提供的一个水草碳源状态查询工具（该链接无需翻*墙） ：
(新人不能发链接，请手打自取)
长这样：
该工具分为两种模式：
1、给定温度、压强，求状态和密度 t—P: for properties at a given t-P
2、给定温度，规定为饱和态，求状态、密度、压强 t: for properties at saturation conditions
显然水草碳源Ping是定容的，充气后（忽略漏气）水草碳源的质量（也可以说是物质的量）就不变了，而压强会随着周遭温度的变化而变化。
通俗来说，你冬天充了气，屯着不使，到了夏天，水草碳源显然还是那么多（假设气密性良好），但压力上升了。
如此看来，显然是要用第2种模式。
本人花了一炷香的时间，整理得到下表，就当造福草友了。
饱和态下水草碳源在各温度下的密度和压强
温度 ℃ 液相密度g/cm3 气相密度g/cm3 压强 bar
20 0.773 0.194 57.292
21 0.762 0.202 58.649
22 0.751 0.211 60.032
23 0.738 0.221 61.442
24 0.725 0.231 62.878
25 0.710 0.243 64.343
26 0.694 0.256 65.837
27 0.676 0.271 67.361
28 0.655 0.289 68.917
29 0.629 0.312 70.508
30 0.593 0.345 72.136
压强换算：
1bar=1E5Pa=100kPa=0.1mPa≈1kg/cm2≈1atm
下面推导一些结论。
假设你有个容积为1L的Ping，冬天20度的时候装的满满的（全部为液相），那么这瓶子顶多能装773g的水草碳源。当然，谁要是敢装这么满，就是作死。
（你醒醒啦！！绝对不可能有人帮你充的这么满啦！！）
屯着不使，温度哪怕稍微高一点，这瓶子立马爆炸（假如没有安全阀）。
为啥？
因为液相的密度随温度升高而强制性下降了，而液体是极难（可以理解为不可）压缩的，如果你强行让这些水草碳源保持体积不变，需要巨大的压强，远远超过Ping的承载力。boom。
所以可以用水压机去测试Ping。
那么该装多少才是安全的呢？
我提出一个计算方法。
只需要5步：
1、你先要规定一个极限温度，就是说你的使用环境可能达到的最高温度。比如，30度。
2、请你找出这个温度在上面的表格中所对应的液相密度。比如，30℃———对应———0.593g/cm3。
3、你的瓶子的容积，比如，1L=1000ml=1000cm3。
4、安全起见，给个安全系数：0.9。
5、安全的充气质量=容积×极限温度下的液相密度×安全系数。0.593*1000*0.9=533.7g
妈耶，1L瓶子只能装这么点，坑爹吧。
好在大多数草友充了气就会马上用，而不是屯好几个月，所以并不会炸。
气瓶还有安全阀，万一全都超临界或者全都液化了也能泄出来。
看来，没用的知识增加了.jpg
下面这个问题才有意思。
这533.7g的水草碳源，一年四季中在Ping里是怎么变化的呢？
（陷入思考）
先得解释什么叫饱和态。
水杯碰洒了，液态水会蒸发掉变成气态。没毛病。
可是，保温杯里的水呢？只能憋在瓶子里。
液相和气相共存，你来我往皆不增不减，是为饱和。
水草碳源同理。
好。刚才那个Ping已经装好了533.7g的水草碳源，现在春暖花开，温度升到25度，求气相和液相的体积。
下面求解气相和液相的体积。设气相体积为x，液相为y。联立二元方程组：
x+y=1000（总体积恒为1L）
0.243x+0.710y= 533.7（总质量恒为533.7g）
想怎么解都随便。行列式还是高斯消元？どうでもいい。
x=378
y=622
嗯没毛病。
既然气液相共存，不难看出其为饱和态。对照表格，压力为64.343bar。
各个温度都算一下，能发现一个趋势：对于定量的瓶装水草碳源，温度越高，液相占比越大。然并卵，因为液相越来越虚胖。
注意到一些草友说部分无良奸商充气时不把瓶子倒过来充，导致实际气量不足，这种说法有道理吗？
有！！！！！！！！
有！！！！！！！！
真的有！！！！！！
同25度、饱和态下，液相气相无论是九一开、五五开、二八开甚至零十开，对应的压强都是一样一样的。如果是九一开，那么压力表会在使用相当长一段时间内保持恒定，液相不断转化为气相并被用掉。一旦压力出现下降，就说明瓶子里液相已经用光光，那点气相苟不了几天了。
（由此一来，应该充气前把气瓶放冰箱里冻一下，或者放一大块干冰。）
当然，如果超过31度，那水草碳源就不可避免要变成超临界态了，压力多大也休想液化。
我说完了。
之所以想了这么多，是因为我想往瓶子里放干冰，又怕炸了，所以要做好充分的数据计算，为此还和一位攻城狮同学争论过Ping强度与容许压强的公式。
但是真的有草友买干冰当作水草碳源源的吗（
最后特别提醒：
如果有爱折腾的草友受到本文的启发往Ping里放干冰，投入量一定不能超过根据我给出来的公式算出来的结果。买个电子秤要不。
看完，我的化学知识又长进了
CrazyFish 发表于 2020-5-24 17:58
看完，我的化学知识又长进了
我滴天这么快就有大佬回了吗
专业，这种精神值得学习
无论奸商与否，4LPing，20元充一次用半年的水草碳源我更希望他给我少充一半没危险，也不希望他多给我充3块钱的搞个雷回家。当你在和商家抠那几元十几元时，考虑一下自己的命值多钱。你一辈子充水草碳源玩草玩到死，水草碳源能花几个钱。别算小账吃大亏。
朱方亮 发表于 2020-5-25 22:00
无论奸商与否，4LPing，20元充一次用半年的水草碳源我更希望他给我少充一半没危险，也不希望他多给我充3块 ...
您说得对，安全第一。但在科学指导下，知道自己有没有被坑心里有个数，充分利用Ping的性能，总可以吧。
どうでもいい{:3_123:}日本語うまい 七武海女帝 发表于 2020-5-25 22:18
どうでもいい日本語うまい
等我等级够了加个好友呗！！
学霸一枚。。。。 小楼吹彻玉笙寒 发表于 2020-5-26 07:29
学霸一枚。。。。
我不是我没有.jpg
这个够硬核的 学习贴，路过学习了！谢谢分享！ 深入浅出地说....4l瓶子充多少最安全划算？
那么硬核的新人，送你升级～
黄蛭 发表于 2020-6-3 00:44
那么硬核的新人，送你升级～
谢谢大佬！！！！
感谢来自学霸的分享 请问一下，打算如何买干冰投入使用。 就装水草碳源那点压力还担心安全是不是太瞧不起Ping了。。。。
sunjie7777 发表于 2020-6-25 17:37
请问一下，打算如何买干冰投入使用。
这个问题我也想过老半天，用干冰做源主要有下面几个难点需要解决：1、淘宝上干冰通常5公斤起送，如果家里只有一个Ping的话实在太浪费
2、Ping的头拧下来之后需要快速把干冰倒进去然后再拧上，这个过程可能造成气密性失效
3、如果用水草碳源发生器的Ping作为容器，耐压达不到标准，有安全隐患
所以本文只是一个技术设想，希望将来有厂家能做出东西来专门干这种事，各位草友也集思广益
当然还是闷声大发财比较好，原因众所周知
sunjie7777 发表于 2020-6-25 17:37
请问一下，打算如何买干冰投入使用。
这个问题我也想过老半天，用干冰做源主要有下面几个难点需要解决：1、淘宝上干冰通常5公斤起送，如果家里只有一个Ping的话实在太浪费
2、Ping的头拧下来之后需要快速把干冰倒进去然后再拧上，这个过程可能造成气密性失效
3、如果用水草碳源发生器的Ping作为容器，耐压达不到标准，有安全隐患
所以本文只是一个技术设想，希望将来有厂家能做出东西来专门干这种事，各位草友集思广益
当然还是闷声大发财比较好，原因众所周知
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