Какое давление жидкого азота

Жидкий азот: температура, кипение, агрегатные состояния

Он непригоден для дыхания, не имеет запаха и цвета, не вступает в реакции со щелочными веществами и не поддерживает процесс горения. При этом окружающий воздух состоит как минимум на две трети именно из него. Знакомьтесь: его величество Азот!

Первооткрыватели

У азота нет конкретного ученого, который считался бы первооткрывателем этого элемента. Точнее есть, но несколько. Выяснить, кому именно принадлежат лавры открытия, сейчас уже невозможно.

1772 год — важный год для химического элемента. Сразу четверо ученых вплотную приблизились к открытию азота. Это и британский химик Генри Кавендиш, и первооткрыватель кислорода Джозеф Пристли, и шведский химик-фармацевт Карл Шееле, и шотландский химик Даниэль Резерфорд. Все они в одно и то же время проводили различные исследования и эксперименты с газами. Эти люди близко подошли к открытию нового химического элемента. Но выделить кого-то из них в качестве однозначного первооткрывателя нельзя.

Что такое азот?

Азот — химический элемент 15 группы второго периода таблицы Менделеева под атомным номером 7. Самый распространенный газ в составе атмосферы. У него нет цвета, вкуса и запаха. Обозначается латинским символом N. Название «азот» происходит от греческого azoos — безжизненный.

Агрегатные состояния

Азот может существовать в трех видах: твердом, жидком и газообразном. В твердом состоянии он имеет вид ярко-белых кристаллов больших размеров. Температура азота в твердом виде составляет 209,86 °C.

В газообразном состоянии представлена большая часть азота на планете Земля. Это двухатомный газ, не ощутимый для человека. У него нет цвета, запаха, вкуса. Он безопасен в плане возгораний, т. к. не участвует в процессе горения. Химически инертен. Для промышленности азот в газообразном состоянии незаменим при получении аммиака и наполнении камер шин шасси в летательных аппаратах.

В жидкое состояние азот переходит при сгущении газа. Процесс неэкономный. Так, чтобы получить один литр жидкого азота, требуется использовать более 700 литров газа. Температура жидкого азота — 196 градусов. Но тут есть один интересный момент: если при такой температуре поместить азот в вакуум, он перейдет в твердое состояние.

Жидкий азот: интересные свойства и применение

В жидком состоянии азот выделяет колоссальное количество холода, что объясняет интерес к этому агрегатному состоянию вещества.

Температура кипения азота, как правило, ниже -120 ˚C. Если посмотреть на это вещество в жидком состоянии, то можно отметить его схожесть с водой — это бесцветная, прозрачная жидкость. Но в отличие от воды — жидкость подвижная.

Температура жидкого азота низкая, 196 градусов, поэтому хранить его требуется в специальных резервуарах — сосудах Дьюара. Внешне они напоминают большие термосы с двойными стенками, между стенками — вакуум. Благодаря такому устройству сосуды обладают хорошей теплоизоляцией, однако далеко не идеальной. Поэтому вечно хранить в себе азот в жидком состоянии сосуды Дьюара не могут. Максимально задержать процесс испарения они способны на несколько недель.

Низкая температура жидкого азота позволяет использовать этот элемент в различных отраслях промышленности: пищевой, металлургической, нефтехимической. Популярен жидкий азот в эстетической косметологии: с его помощью удаляют бородавки, родинки, гемангиомы. В кулинарии с его применением можно быстро охладить продукты и сделать потрясающе красивое мороженое. В электронике жидкий азот помогает предотвратить окисление в процессе производства полупроводников. Его используют и при тушении пожаров и при постановке трюков в кино.

Азотные моря и озера — реальность

Однако не на Земле. У планеты Сатурн есть спутник под названием Титан. Благодаря особым климатическим условиям на его поверхности азот не испаряется, как на нашей планете, а находится в твердом и жидком состояниях. Космический зонд «Кассини» констатировал недавно интересный факт: на Титане, в северной его части, идет процесс таяния ледников из твердого азота. В результате образуются многочисленные моря и озера, полностью состоящие из жидкого азота.

Крионика — наука будущего или шарлатанство?

Экстремально низкая температура жидкого азота дала жизнь разделу медицины под названием «крионика». Эта технология представляет собой изучение процесса замораживания людей и животных посредством глубокого охлаждения. Есть огромное количество как сторонников, так и противников данной методики. Противники, в первую очередь, опираются на тот факт, что невозможно заморозить человека или животное настолько быстро, чтобы не повредить жизненные функции. Процесс заморозки занимает время. Чем крупнее объект, тем больше времени требуется. В результате такого неоднородного «замерзания» внутренние ткани повреждаются кристаллами замерзшей воды — организм гибнет.

Сторонники данной методики не сдаются, уповая на то, что в дальнейшем удастся решить эту проблему. Так, человечество сделает огромный шаг вперед. На данный момент свыше 70 ученых мира подписали открытое письмо в защиту крионики. Популярность в массах этого подхода медленно, но растет. Метод дорогой, идет вразрез с традиционными представлениями о погребении умерших и однозначно не проработан, но в мире процессу «замораживания» подверглись уже более 2000 человек. К слову, самый первый пациент, ученый Джеймс Бэдфорд, заморожен уже более 50 лет. Что касается нашей страны то у нас крионированы 55 человек и больше 20 животных. Кто знает, возможно, спустя десятки или даже сотни лет они станут первыми «воскресшими» на планете Земля.

Источник

Почему баллон с жидким азотом не холодный, хотя температура жидкого азота -196°?

-196 — это температура жидкого азота при нормальном атмосферном давлении. В баллоне газ находится при более высоком давлении и остается жидким даже при комнатной температуре.

Почему на морозе вода, превратившаяся в лед разрывает бутылку? Ведь от мороза все сжимается, а от тепла расширяется.

От мороза не всё сжимается, вода при замерзании расширяется, такая у неё особенность. Причина в строении молекул, они образуют водородные связи. Плотность льда меньше, чем плотность воды, соответственно объём при переходе в твёрдое состояние увеличивается.

1 0 · Хороший ответ

Водород горит. Кислород горит. Почему Водород+кислород=не горит?

Потому что химию надо учить. Кислород не горит. Реакция окисления (взаимодействия чего угодно с кислородом), протекающая с выделением большого количества энергии, называется горением. Вода это уже продукт горения водорода. Куда ей ещё гореть?

1 0 · Хороший ответ

Почему нитроглицерин может взорваться от колебаний?

Чистый нитроглицерин — бесцветная, маслянистая, несколько токсичная жидкость, имеющая сладкий, жгучий вкус. Впервые он был подготовлен в 1846 году итальянским химиком Асканио Собреро путем добавления глицерина к смеси концентрированной азотной и серной кислот.

Нитроглицерин имеет высокое содержание азота (18,5 процента) и содержит достаточное количество атомов кислорода для окисления атомов углерода и водорода во время выделения азота, поэтому он является одним из самых мощных известных взрывчатых веществ. , Детонация нитроглицерина приводит к образованию газов, которые при обычной комнатной температуре и давлении занимали бы более чем в 1200 раз больше исходного объема. Кроме того, выделяемое тепло повышает температуру примерно до 5000 ° C . Общий эффект — мгновенное развитие давления в 20000 атмосфер. Результирующая детонационная волна движется со скоростью около 7 700 метров в секунду . Нитроглицерин чрезвычайно чувствителен к ударам и быстрому нагреванию; он начинает разлагаться при 50–60 ° C и взрывается при 218 ° C.

Так вот способность взрываться от колебаний нитроглицерина связана с его высокой температурой замерзания 13 ° C и тот факт, что твердое вещество еще более чувствительно к ударам, чем жидкость. Легкий удар или колебания твердого тела вызывают деформации в кристаллической решетке нитроглицерина, что приводит к самопроизвольным реакциям с выделением тепла, а тепловой разгон в свою очередь приводит к взрыву.

Источник

Жидкий азот. Свойства жидкого азота. Применение жидкого азота

Азот – основная составляющая атмосферы. Однако, элемент бывает не только газообразным. При сгущении азот превращается в жидкость. Она не имеет цвета и запаха.

Для получения одного литра жидкого азота требуется 700 литров газа. Благо, в атмосфере его почти 80%. Есть из чего делать субстанцию, нашедшую применение в медицине, кулинарии, сфере фокусов. Итак, герой статьи – жидкий азот. Начнем знакомство с его свойств.

Физические и химические свойства жидкого азота

Температура жидкого азота может быть разной. Но, хранят вещество при минус 200-от градусах Цельсия и ниже. При минус 195-ти жидкость закипает. При комнатной температуре вещество испаряется, переходя обратно в газ.

Чтобы поддерживать низкую температуру азота, его помещают в сосудах Дьюара. Они похожи на большие термосы, сохраняют содержимое нагретым или охлажденным за счет хорошей теплоизоляции. Объем агрегатов – от 6-ти до 40-ка литров. Если нужны меньшие количества жидкости, пользуются обычным термосом.

Жидкий азот купить бывает нужно постановщикам кинотрюков. В фильмах частенько промелькивают сцены мгновенной заморозки крупных объектов. Однако, в реальных условиях подводит малая теплоемкость вещества.

На заморозку цветка и то уходит около 20-30-ти секунд. Если же нужно разрушить, к примеру, замок на двери, придется потратить столько же минут. В кино же засовы замораживают и раскалывают в считанные мгновения.

Если тело объемно, его охлаждение проходит не только долго, но и неравномерно. Поэтому, проблематично внедрение криозаморозки животных и людей. Это еще один сюжет для фильмов и заманчивая идея для ученых и неизлечимо больных. Человек готов пробыть в состоянии анабиоза десятилетия, дабы вернутся к жизни лишь тогда, когда с его недугом научатся бороться.

Азот – греческое слово переводится как «безжизненный». Название связано не с низкими температурами хранения вещества, а отсутствием у него цвета, запаха и реакций с другими элементами. В частности, жидкий азот не поддерживает горение. Взаимодействие с кислородом может состояться только при температуре в тысячи градусов.

Продуктом реакции становятся окислы азота. Для сочетания с водородом нужен не только солидный нагрев, но и катализаторы. Итог реакции – аммиак. Возможно соединение с активными металлами, к примеру, магнием и литием . В купе с азотом они дают нитриды.

Сложность, а в большинстве случаев невозможность реакций с жидким азотом поддерживается его устойчивостью к взрывам. Инертность вещества выражается и в нетоксичности. Поэтому, добыча жидкого азота – производство не опасное. Единственное, что грозит специалистам – обморожение. Чтобы извлечь азот из атмосферы и сгустить нужны низкие температуры. Нюансы процесса, далее.

Добыча жидкого азота

Где купить жидкий азот? Можно приобрести у производителя. Существуют специальные азотодобывающие станции. Предприятия оснащены мощными компрессорами. Они захватывают атмосферный воздух и подают его в детандер. Действие этого агрегата противоположно работе компрессора.

В детандере воздух перемещает поршни, охлаждаясь при этом. В ректификационных колонках температуру доводят до минус 183-х градусов Цельсия.

Это показатель сжижения кислорода. На него приходятся почти все 20% воздуха, не занятые азотом. Остается слить жидкость и опустить температуру еще ниже, чтобы агрегатное состояние сменил уже сам азот.

Ожог жидким азотом

Из детандеров жидкий азот сливают в сосуды Дьюара. В них жидкость хранится до 35-ти суток. Если по близости нет производства, купить продукт можно на кислородной станции. Там предлагают большие объемы сжиженного газа.

Но, есть фирмы, торгующие емкостями от 5-ти литров. Такие приобретают, к примеру, косметические салоны. Зачем жидкий азот нужен им и где пригождается еще, расскажем в следующей главе.

Применение жидкого азота

Салоны красоты медицинские центры предлагают удаление бородавок жидким азотом. Вещество вызывает деструкцию, то есть разрушение и гибель тканей. К ней приводит направленное воздействие на образование в течение примерно 30-ти секунд.

Бородавка становится хрупкой и, попросту, рассыпается. Плюс процедуры – отсутствие шрамов . Заживление проходит быстро с образованием слоя здоровой кожи.

Удаление жидким азотом сродни прижиганию, только к коже подносят не раскаленный металл, а ватный аппликатор. Его предварительно помещают в емкость со сжиженным газом. Так может быть удалена и папиллома. Жидкий азот испаряется с аппликатора через 15-20 секунд. Поэтому, в термос палочку с ватной головкой опускают 2-3 раза.

Убирают кожные образования, не просто прикасаясь к ним, а слегка надавливая. Так прижигание жидким азотом проходит быстрее и эффективнее. На достижение результата указывает белый цвет бородавки и венчика в 1 миллиметр близ нее. Важно, чтобы ореол не был шире, ведь там уже здоровые ткани.

Заморозку рекомендуют и при диагнозе эрозия. Жидким азотом ее прижигают быстро и безболезненно для женщины. Не секрет, что охлажденные ткани нечувствительны, нейронные связи нарушаются. Привлекательно и быстрое заживление. Оно снижает риск рецидива.

Лечение жидким азотом связано не только с умерщвлением тканей. Кратковременное воздействие приводит лишь к сужению сосудов. Как только 10-15 секунд холода минуют, они вновь расширяются. Это укрепляет стенки сосудов, избавляет от так называемых звездочек. После жидкого азота снижается риск тромбоза. Медики называют процедуру криомассажем.

Нужен жидкий азот в аптеке? Есть такие предложения. Нередко запасы газа имеются и у пожарных. Газ позволяет потушить пламя, не нанеся урон имуществу. Вода его заливает, пена въедается в поверхности. Азот же попросту вытесняет кислород, делая горение невозможным.

Помните, что в 1 литре сжиженного газа 700 обычных литров? Быстро расширяясь при повышенных температурах, жидкий азот образует над пожарищем своеобразную подушку. Пламя исчезает моментально. Минус метода – дороговизна.

Цена на жидкий азот не смущает кондитеров. Еще в начале 20-го века англичанка Агнесс Маршалл рекламировала мороженое, сделанное с помощью новой технологии. Тогда ее называли воздействием жидким воздухом. По факту же, пользовались именно азотом. Агнесс приглашала гостей, предлагала им смешать молоко, фрукты, выбранные ингредиенты.

Потом, в каждую пиалу помещали по нескольку капель сжиженного газа и перемешивали содержимое. Получалось мороженое, за которое знать готова была платить большие деньги. Любители экзотики раскошеливаются и сейчас. Есть целые сети ресторанов, предлагающие блюда, сделанные с помощью жидкого азота.

Жидкий азот – отзывы

Отзывы о ледяной жидкости неоднозначны. О фильмах уже говорилось. Киношные сюжеты вводят людей в заблуждение и те дивятся, почему у них не получаются увиденные на экране трюки. В сфере косметологии и медицине эффект от процедур нередко зависит от типа кожи. Бывают аллергические реакции, шелушения.

Резкая заморозка, к примеру, негативно влияет на иссушенные покровы. Исключительно положительные отзывы, пожалуй, касаются лишь сферы пожаротушения.

Здесь жидкий азот не приводит к негативным последствиям. Особых нареканий нет и на питание. Единственная оговорка – ледяная пища разрушает эмаль зубов. Но, это «заслуга» не сжиженного газа, а лишь температуры.

Источник