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真空除氧器的工作原理是应用亨利定律和道尔顿定律。根据亨利定律，在一个封闭的容器中，任何气体同时存在于水上，气体的溶解度与其自身的分压成正比，而气体的溶解度仅与其自身的分压有关。在一定压力下，随着水温的升高，水蒸气的分压增大，而空气和氧气的分压减小。在100°C时，氧分压降至零，水中溶解氧也降至零。当水面压力小于大气压力时，在较低的水温下，氧的溶解度可以达到零。这样，水上方空间中的氧分子被排出或转化为其他气体，使氧分压为零，水中的氧不断逸出，达到除氧的效果。