Jak zimny jest ciekły azot?

Matt Lincoln / Getty Images

Ciekły azot jest bardzo zimny! Przy normalnym ciśnieniu atmosferycznym azot jest cieczą o temperaturze od 63 K do 77,2 K (-346°F do -320,44°F). W tym zakresie temperatur ciekły azot wygląda bardzo podobnie wrzątek . Poniżej 63 K zamarza do stałego azotu. Ponieważ ciekły azot w normalnych warunkach wrze, jego zwykła temperatura wynosi 77 K.

Ciekły azot wrze w parę azotu w temperatura pokojowa i ciśnienie. Obłok pary, który widzisz, nie jest parą ani dymem. Para jest niewidoczną parą wodną, ​​natomiast dym jest produktem spalania. Chmura to woda, która skropliła się z powietrza pod wpływem niskiej temperatury wokół azotu. Zimne powietrze nie może utrzymać tyle wilgoci, co cieplejsze, więc tworzy się chmura.

Bycie bezpiecznym z ciekłym azotem

Ciekły azot nie jest toksyczny, ale zawiera trochę zagrożenia . Po pierwsze, gdy ciecz przechodzi w fazę gazową, wzrasta stężenie azotu w najbliższym otoczeniu. Stężenie innych gazów spada, szczególnie w pobliżu podłogi, ponieważ zimne gazy są cięższe niż gazy cieplejsze i opadają. Przykładem sytuacji, w których może to stanowić problem, jest użycie ciekłego azotu do stworzenia efektu mgły na imprezie przy basenie. Użycie tylko niewielkiej ilości ciekłego azotu nie wpływa na temperaturę basenu, a nadmiar azotu jest wydmuchiwany przez podmuch wiatru. W przypadku użycia dużej ilości ciekłego azotu stężenie tlenu na powierzchni basenu może zostać zredukowane do punktu, w którym może powodować problemy z oddychaniem lub niedotlenienie.

Innym zagrożeniem związanym z ciekłym azotem jest to, że ciecz rozszerza się do 174,6 razy większa niż pierwotna objętość, gdy staje się gazem. Następnie gaz rozszerza się kolejne 3,7 razy, gdy ogrzewa się do temperatury pokojowej. Całkowity wzrost objętości wynosi 645,3 razy, co oznacza, że ​​parujący azot wywiera ogromne ciśnienie na otoczenie. Ciekły azot nigdy nie powinien być przechowywany w szczelnie zamkniętym pojemniku, ponieważ może pęknąć.

Wreszcie, ponieważ ciekły azot jest bardzo zimny, stanowi bezpośrednie zagrożenie dla żywej tkanki. Ciecz paruje tak szybko, że niewielka ilość odbije się od skóry na poduszce gazowego azotu, ale duża objętość może spowodować odmrożenia.

Zastosowania chłodnego ciekłego azotu

Szybka waporyzacja azotu oznacza, że ​​cały pierwiastek wyparuje, gdy zrobić lody z ciekłym azotem . Ciekły azot sprawia, że ​​lody są wystarczająco zimne, aby zamienić się w ciało stałe, ale w rzeczywistości nie pozostają składnikiem.

Innym fajnym efektem waporyzacji jest to, że ciekły azot (i inne ciecze kriogeniczne) wydają się lewitować. Wynika to z Efekt Leidenfrosta , czyli gdy ciecz wrze tak szybko, otoczona jest poduszką gazową. Rozpryskiwany na podłogę ciekły azot wydaje się ślizgać tuż nad powierzchnią. Są filmy, w których ludzie wyrzucają ciekły azot w tłum. Nikt nie jest poszkodowany, ponieważ efekt Leidenfrosta zapobiega dotykaniu ich przez superzimną ciecz.