నా CO2 ఇంక్యుబేటర్లో తేమ ఎందుకు ఏర్పడుతోంది?
మనం ఉపయోగించినప్పుడుCO2 ఇంక్యుబేటర్కణాలను పెంపొందించడానికి, జోడించిన ద్రవ పరిమాణం మరియు కల్చర్ సైకిల్లో తేడాల కారణంగా, ఇంక్యుబేటర్లోని సాపేక్ష ఆర్ద్రతకు వేర్వేరు అవసరాలు ఉంటాయి.
సుదీర్ఘమైన కల్చర్ సైకిల్తో 96-వెల్ సెల్ కల్చర్ ప్లేట్లను ఉపయోగించి చేసే ప్రయోగాలలో, ఒక్కో వెల్కు తక్కువ పరిమాణంలో ద్రవం కలపడం వలన, 37 ℃ వద్ద ఎక్కువ సేపు ఆవిరైపోతే కల్చర్ ద్రావణం ఎండిపోయే ప్రమాదం ఉంది.
ఉదాహరణకు, ఇంక్యుబేటర్లో సాపేక్ష ఆర్ద్రత 90% కంటే ఎక్కువగా ఉండటం వల్ల ద్రవం ఆవిరైపోవడాన్ని సమర్థవంతంగా తగ్గించవచ్చు. అయితే, ఒక కొత్త సమస్య తలెత్తింది. అధిక ఆర్ద్రత పరిస్థితులలో ఇంక్యుబేటర్లో సులభంగా ఘనీభవనం ఏర్పడుతుందని చాలా మంది కణ సంస్కృతి ప్రయోగాకర్తలు కనుగొన్నారు. ఈ ఘనీభవనం ఉత్పత్తిని నియంత్రించకపోతే, అది అంతకంతకూ ఎక్కువగా పేరుకుపోయి, కణ సంస్కృతికి బాక్టీరియా సంక్రమణ ప్రమాదాన్ని తెస్తుంది.
అయితే, ఇంక్యుబేటర్లో సాపేక్ష ఆర్ద్రత చాలా ఎక్కువగా ఉండటం వల్ల ఘనీభవనం ఏర్పడుతోందా?
అన్నిటికంటే ముందుగా, మనం సాపేక్ష ఆర్ద్రత అనే భావనను అర్థం చేసుకోవాలి.సాపేక్ష ఆర్ద్రత (సాపేక్ష ఆర్ద్రత, RH)గాలిలోని నీటి ఆవిరి యొక్క వాస్తవ పరిమాణం మరియు అదే ఉష్ణోగ్రత వద్ద సంతృప్త స్థితిలో ఉన్న నీటి ఆవిరి శాతం. దీనిని ఈ సూత్రంలో వ్యక్తపరుస్తారు:
.png)
సాపేక్ష ఆర్ద్రత శాతం అనేది గాలిలోని నీటి ఆవిరి పరిమాణానికి, సాధ్యమయ్యే గరిష్ట పరిమాణానికి మధ్య గల నిష్పత్తిని సూచిస్తుంది.
ప్రత్యేకంగా:
0% సాపేక్ష ఆర్ద్రత:గాలిలో నీటి ఆవిరి ఉండదు.
100% RH:గాలి నీటి ఆవిరితో నిండిపోయి ఉంది మరియు మరింత నీటి ఆవిరిని నిలుపుకోలేదు, అందువల్ల ఘనీభవనం జరుగుతుంది.
50% సాపేక్ష ఆర్ద్రత:గాలిలోని ప్రస్తుత నీటి ఆవిరి పరిమాణం, ఆ ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉండే సంతృప్త నీటి ఆవిరి పరిమాణంలో సగం ఉందని ఇది సూచిస్తుంది. ఉష్ణోగ్రత 37°C అయితే, సంతృప్త నీటి ఆవిరి పీడనం సుమారుగా 6.27 kPa ఉంటుంది. అందువల్ల, 50% సాపేక్ష ఆర్ద్రత వద్ద నీటి ఆవిరి పీడనం సుమారుగా 3.135 kPa ఉంటుంది.
సంతృప్త నీటి ఆవిరి పీడనంఒక నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రత వద్ద ద్రవ నీరు మరియు దాని ఆవిరి గతిశీల సమతౌల్యంలో ఉన్నప్పుడు వాయు స్థితిలోని ఆవిరి ద్వారా ఉత్పన్నమయ్యే పీడనాన్ని పీడనం అంటారు.
ప్రత్యేకంగా, ఒక మూసివున్న వ్యవస్థలో (ఉదాహరణకు, బాగా మూసివున్న రాడోబియో CO2 ఇంక్యుబేటర్) నీటి ఆవిరి మరియు ద్రవ నీరు కలిసి ఉన్నప్పుడు, కాలక్రమేణా నీటి అణువులు ద్రవ స్థితి నుండి వాయు స్థితికి (భాష్పీభవనం) మారుతూ ఉంటాయి, అదే సమయంలో వాయురూపంలో ఉన్న నీటి అణువులు కూడా ద్రవ స్థితికి (ఘనీభవనం) మారుతూ ఉంటాయి.
ఒక నిర్దిష్ట బిందువు వద్ద, బాష్పీభవనం మరియు ఘనీభవనం రేట్లు సమానంగా ఉంటాయి, మరియు ఆ బిందువు వద్ద ఉండే బాష్ప పీడనం సంతృప్త నీటి ఆవిరి పీడనానికి సమానంగా ఉంటుంది. దీని లక్షణం ఏమిటంటే
1. గతిశీల సమతౌల్యం:ఒక సంవృత వ్యవస్థలో నీరు మరియు నీటి ఆవిరి కలిసి ఉన్నప్పుడు, బాష్పీభవనం మరియు ఘనీభవనం జరిగి సమతుల్యతకు చేరుకున్నప్పుడు, వ్యవస్థలోని నీటి ఆవిరి పీడనం ఇక మారదు, ఈ సమయంలో ఆ పీడనం సంతృప్త నీటి ఆవిరి పీడనంగా ఉంటుంది.
2. ఉష్ణోగ్రత ఆధారపడటం:సంతృప్త నీటి ఆవిరి పీడనం ఉష్ణోగ్రతతో మారుతుంది. ఉష్ణోగ్రత పెరిగినప్పుడు, నీటి అణువుల గతిశక్తి పెరుగుతుంది, ఎక్కువ నీటి అణువులు వాయు స్థితిలోకి తప్పించుకోగలవు, కాబట్టి సంతృప్త నీటి ఆవిరి పీడనం పెరుగుతుంది. దీనికి విరుద్ధంగా, ఉష్ణోగ్రత తగ్గినప్పుడు, సంతృప్త నీటి ఆవిరి పీడనం తగ్గుతుంది.
3. లక్షణాలు:సంతృప్త నీటి పీడనం అనేది పూర్తిగా ఒక పదార్థ లక్షణ పరామితి, ఇది ద్రవ పరిమాణంపై ఆధారపడదు, కేవలం ఉష్ణోగ్రతపై మాత్రమే ఆధారపడి ఉంటుంది.
సంతృప్త నీటి ఆవిరి పీడనాన్ని లెక్కించడానికి ఉపయోగించే ఒక సాధారణ సూత్రం ఆంటోయిన్ సమీకరణం:
నీటి విషయంలో, ఆంటోయిన్ స్థిరాంకం వేర్వేరు ఉష్ణోగ్రత పరిధులకు వేర్వేరు విలువలను కలిగి ఉంటుంది. సాధారణ స్థిరాంకాల సమితి:
A=8.07131
B=1730.63
C=233.426
ఈ స్థిరాంకాల సమితి 1°C నుండి 100°C వరకు గల ఉష్ణోగ్రత పరిధికి వర్తిస్తుంది.
ఈ స్థిరాంకాలను ఉపయోగించి, 37°C వద్ద సంతృప్త నీటి పీడనం 6.27 kPa అని మనం లెక్కించవచ్చు.
అయితే, 37 డిగ్రీల సెల్సియస్ (°C) వద్ద సంతృప్త నీటి ఆవిరి పీడన స్థితిలో గాలిలో ఎంత నీరు ఉంటుంది?
సంతృప్త నీటి ఆవిరి యొక్క ద్రవ్యరాశి పరిమాణాన్ని (సంపూర్ణ ఆర్ద్రతను) లెక్కించడానికి, మనం క్లాసియస్-క్లాపెరాన్ సమీకరణ సూత్రాన్ని ఉపయోగించవచ్చు:
సంతృప్త నీటి ఆవిరి పీడనం: 37°C వద్ద, సంతృప్త నీటి ఆవిరి పీడనం 6.27 kPa ఉంటుంది.
ఉష్ణోగ్రతను కెల్విన్లోకి మార్చగా: T=37+273.15=310.15 K
సూత్రంలో ప్రతిక్షేపణ:
.png)
గణన ద్వారా పొందిన ఫలితం సుమారు 44.6 గ్రా/మీ³.
37°C వద్ద, సంతృప్త స్థాయిలో నీటి ఆవిరి పరిమాణం (సంపూర్ణ ఆర్ద్రత) సుమారు 44.6 గ్రా/మీ³ ఉంటుంది. దీని అర్థం, ప్రతి ఘనపు మీటరు గాలి 44.6 గ్రాముల నీటి ఆవిరిని పట్టుకోగలదు.
180 లీటర్ల CO2 ఇంక్యుబేటర్ సుమారు 8 గ్రాముల నీటి ఆవిరిని మాత్రమే నిల్వ చేయగలదు.తేమను అందించే ప్యాన్తో పాటు కల్చర్ వెసెల్స్ను కూడా ద్రవాలతో నింపినప్పుడు, సాపేక్ష ఆర్ద్రత సులభంగా అధిక స్థాయిలకు, సంతృప్త ఆర్ద్రత విలువలకు దగ్గరగా కూడా చేరుకోగలదు.
సాపేక్ష ఆర్ద్రత 100%కి చేరుకున్నప్పుడు,నీటి ఆవిరి ఘనీభవించడం ప్రారంభమవుతుంది. ఈ దశలో, గాలిలోని నీటి ఆవిరి పరిమాణం ప్రస్తుత ఉష్ణోగ్రత వద్ద అది నిలుపుకోగల గరిష్ట స్థాయికి చేరుకుంటుంది, అంటే సంతృప్త స్థాయికి చేరుకుంటుంది. నీటి ఆవిరి మరింత పెరిగినా లేదా ఉష్ణోగ్రత తగ్గినా, ఆ నీటి ఆవిరి ద్రవరూపంలోకి ఘనీభవిస్తుంది.
సాపేక్ష ఆర్ద్రత 95% మించినప్పుడు కూడా ఘనీభవనం సంభవించవచ్చు.అయితే ఇది ఉష్ణోగ్రత, గాలిలోని నీటి ఆవిరి పరిమాణం మరియు ఉపరితల ఉష్ణోగ్రత వంటి ఇతర కారకాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ప్రభావితం చేసే ఈ కారకాలు ఈ క్రింది విధంగా ఉన్నాయి:
1. ఉష్ణోగ్రతలో తగ్గుదల:గాలిలోని నీటి ఆవిరి పరిమాణం సంతృప్త స్థాయికి దగ్గరగా ఉన్నప్పుడు, ఉష్ణోగ్రతలో ఏ చిన్న తగ్గుదల లేదా నీటి ఆవిరి పరిమాణంలో పెరుగుదల అయినా ఘనీభవనం జరగడానికి కారణం కావచ్చు. ఉదాహరణకు, ఇంక్యుబేటర్లోని ఉష్ణోగ్రత హెచ్చుతగ్గులు ఘనీభవనం ఏర్పడటానికి దారితీయవచ్చు, కాబట్టి ఉష్ణోగ్రత మరింత స్థిరంగా ఉండే ఇంక్యుబేటర్ ఘనీభవనం ఏర్పడటాన్ని నిరోధించే ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది.
2. స్థానిక ఉపరితల ఉష్ణోగ్రత మంచు బిందువు ఉష్ణోగ్రత కంటే తక్కువగా ఉండటం:స్థానిక ఉపరితల ఉష్ణోగ్రత మంచు బిందువు ఉష్ణోగ్రత కంటే తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, ఈ ఉపరితలాలపై నీటి ఆవిరి నీటి బిందువులుగా ఘనీభవిస్తుంది, కాబట్టి ఘనీభవనాన్ని నిరోధించడంలో ఇంక్యుబేటర్ యొక్క ఉష్ణోగ్రత ఏకరూపత మెరుగైన పనితీరును కనబరుస్తుంది.
3. పెరిగిన నీటి ఆవిరి:ఉదాహరణకు, తేమను అందించే ప్యాన్ మరియు అధిక పరిమాణంలో ద్రవం ఉన్న కల్చర్ కంటైనర్లలో, మరియు ఇంక్యుబేటర్ బాగా సీల్ చేయబడి ఉన్నప్పుడు, ప్రస్తుత ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఇంక్యుబేటర్ లోపల గాలిలోని నీటి ఆవిరి పరిమాణం దాని గరిష్ట సామర్థ్యాన్ని మించి పెరిగితే, ఉష్ణోగ్రత మారకపోయినా కూడా, ఘనీభవనం ఏర్పడుతుంది.
అందువల్ల, మంచి ఉష్ణోగ్రత నియంత్రణ కలిగిన CO2 ఇంక్యుబేటర్ స్పష్టంగా ఘనీభవనం ఏర్పడటాన్ని నిరోధిస్తుంది, కానీ సాపేక్ష ఆర్ద్రత 95% దాటినప్పుడు లేదా సంతృప్త స్థాయికి చేరుకున్నప్పుడు, ఘనీభవనం జరిగే అవకాశం గణనీయంగా పెరుగుతుంది.అందువల్ల, మనం కణాలను పెంచేటప్పుడు, మంచి CO2 ఇంక్యుబేటర్ను ఎంచుకోవడంతో పాటు, అధిక తేమను సాధించడం వల్ల కలిగే ఘనీభవన ప్రమాదాన్ని నివారించడానికి ప్రయత్నించాలి.
పోస్ట్ చేసిన సమయం: జూలై-23-2024