空分塔頂部氣氮與液氮處于共存的原因是由于它們處于飽和狀態(tài)，且在這個狀態(tài)下氣態(tài)和液態(tài)的氮可以相互轉換并保持相同的溫度。

在空分塔中，氣氮與液氮處于共存的飽和狀態(tài)，氣態(tài)和液態(tài)的氮具有相同的溫度，即飽和溫度。這是因為在一定的壓力和溫度下，液體和氣體之間可以保持一種動態(tài)平衡，即液體不斷蒸發(fā)為氣體，同時氣體也不斷冷凝為液體，兩者的量達到一個相對穩(wěn)定的狀態(tài)。

飽和狀態(tài)下的氣氮和液氮雖然溫度相同，但它們的能量狀態(tài)是不同的。要使溫度已達到沸騰溫度的液體氮變成氣體氮，必須繼續(xù)吸收熱量，以增加分子運動的能量，克服液體狀態(tài)下分子間較大的引力，使其轉變?yōu)檫\動較為自由的氣體分子狀態(tài)。反之，要使飽和氣氮變成同樣溫度下的飽和液氮，則必須放出熱量，以減少分子運動的能量。這種能量差異導致了在飽和狀態(tài)下，氣氮和液氮可以共存。

在空分設備的實際運行過程中，通過精確控制空分塔內(nèi)的壓力和溫度，可以實現(xiàn)對氣氮和液氮產(chǎn)量的調節(jié)。