Kaip šaltas yra skystas azotas?

Mattas Linkolnas / Getty Images

Skystas azotas yra labai šaltas! Esant normaliam atmosferos slėgiui, azotas yra skystis nuo 63 K iki 77,2 K (-346°F ir -320,44°F). Šiame temperatūros diapazone skystas azotas atrodo panašiai verdantis vanduo . Žemesnėje nei 63 K temperatūroje jis užšąla į kietą azotą. Kadangi skystas azotas įprastoje aplinkoje verda, įprasta jo temperatūra yra 77 K.

Skystas azotas virsta azoto garais esant kambario temperatūra ir spaudimas. Garų debesis, kurį matote, nėra garai ar dūmai. Garai yra nematomi vandens garai, o dūmai yra degimo produktas. Debesis yra vanduo, kuris kondensavosi iš oro dėl šaltos temperatūros aplink azotą. Šaltas oras negali išlaikyti tiek drėgmės, kiek šiltesnis, todėl susidaro debesis.

Būkite saugūs su skystu azotu

Skystas azotas nėra toksiškas, tačiau jo yra pavojų . Pirma, skysčiui pakeitus fazę į dujas, artimiausioje aplinkoje didėja azoto koncentracija. Kitų dujų koncentracija mažėja, ypač šalia grindų, nes šaltos dujos yra sunkesnės už šiltesnes ir skęsta. Pavyzdys, kai tai gali sukelti problemų, yra skystas azotas, kad būtų sukurtas rūko efektas baseino vakarėliui. Jei naudojamas tik nedidelis skysto azoto kiekis, baseino temperatūra nenukenčia, o azoto perteklių išpučia vėjelis. Jei naudojamas didelis skysto azoto kiekis, deguonies koncentracija baseino paviršiuje gali sumažėti tiek, kad tai gali sukelti kvėpavimo sutrikimus arba hipoksiją.

Kitas skysto azoto pavojus yra tai, kad skystis išsiplečia iki 174,6 karto didesnio už pradinį tūrį, kai tampa dujomis. Tada dujos plečiasi dar 3,7 karto, kai sušyla iki kambario temperatūros. Bendras tūris padidėja 645,3 karto, o tai reiškia, kad garuojantis azotas daro didžiulį spaudimą aplinkai. Skysto azoto niekada negalima laikyti sandariai uždarytame inde, nes jis gali sprogti.

Galiausiai, kadangi skystas azotas yra labai šaltas, jis kelia tiesioginį pavojų gyviems audiniams. Skystis taip greitai išgaruoja, nedidelis kiekis atsimuš nuo odos ant azoto dujų pagalvės, tačiau didelis kiekis gali sukelti nušalimą.

Šaltas skysto azoto naudojimas

Greitas azoto išgarinimas reiškia, kad visas elementas užvirsta pasigaminkite skysto azoto ledų . Skystas azotas padaro ledus pakankamai šaltus, kad virstų kieta medžiaga, tačiau iš tikrųjų jis nelieka kaip sudedamoji dalis.

Kitas puikus garinimo efektas yra tai, kad skystas azotas (ir kiti kriogeniniai skysčiai) levituoja. Taip yra dėl Leidenfrost efektas , kai skystis taip greitai užverda, jį supa dujų pagalvė. Panašu, kad ant grindų užtaškytas skystas azotas nuslysta tik per paviršių. Yra vaizdo įrašų, kuriuose žmonės išmeta skystą azotą į minią. Niekas nenukentės, nes Leidenfrost efektas neleidžia jokiam itin šaltam skysčiui prisiliesti prie jų.