Жидкий азот – сколько градусов?

8 ноября 2021

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.

Первооткрыватели азота

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 азота

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.

Свойства жидкого азота – сколько градусов?

Жидкий азот это вещество азот N2 в жидком состоянии при экстремально низкой температуре -196C (77.35K) при давлении 101,3кПа. Жидкий азот не обладает цветом и запахом. При контакте с воздухом жидкий азот поглощает из него кислород, образуя раствор кислорода в азоте в связи с чем температура кипения смеси постепенно меняется.

Температура жидкого азота может быть понижена до точки замерзания -210С (63К) при создании необходимого разряжения над его поверхностью. Разряжение достигают путем откачки емкости с жидким азотом вакуумным насосом соответствующей производительности.

Плотность жидкого азота при давлении при давлении 101,3кПа составляет 808кг/м3.

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.

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.

Производство жидкого азота

Жидкий азот коммерчески производится из криогенного перегонка сжиженного воздуха или сжижение чистого азота, полученного из воздуха, с использованием адсорбции при переменном давлении . воздушный компрессор используется для сжатия отфильтрованного воздуха до высокого давления; газ под высоким давлением снова охлаждается до температуры окружающей среды и расширяется до низкого давления.

Расширяющийся воздух сильно охлаждается (эффект Джоуля – Томсона ), а кислород, азот и аргон разделяются на дальнейшие стадии расширения и дистилляции. Используя этот принцип, легко добиться мелкосерийного производства жидкого азота. Жидкий азот может производиться для прямой продажи или как побочный продукт производства жидкого кислорода, используемого в промышленных процессах, таких как выплавка стали .

Заводы по производству жидкого воздуха, производящие порядка тонн продукта в день, начали строиться в 1930-х годах, но стали широко распространяться после Второй мировой войны; большой современный завод может производить 3000 тонн жидкого воздуха в день.

Где купить жидкий азот?

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.

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 с применением жидкого азота. 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.

Заключение

Жидкий азот – низкокипящая жидкость, которая может вызвать обмораживание кожи и поражение слизистой оболочки глаз. При отборе проб жидкого азота необходимо работать в защитных очках.

Накопление газообразного азота вызывает явление кислородной недостаточности и удушья. Содержание кислорода в воздухе рабочей зоны должно быть не менее 19% (по объему).

При повышении в жидком азоте содержания кислорода до 30% (по объему) (например, в результате испарения жидкого азота) возможно образование пожаро-, взрывоопасных смесей с органическими веществами. Поэтому в ваннах или других открытых сосудах, предназначенных для проведения работ в среде жидкого азота, присутствие масел, органических растворителей и других пожаро-, взрывоопасных веществ недопустимо.

Перед использованием и проведением работ с применением жидкого азота должна проводиться проверка содержания в нем кислорода.

Слив жидкого азота должен проводиться в специально отведенных местах, не имеющих покрытий из асфальта, дерева или других органических материалов.

 

Источники:

  • https://tvoi-uvelirr.ru/zhidkij-azot-svojstva-zhidkogo-azota-primenenie-zhidkogo-azota
  • https://wikichi.ru/wiki/Liquid_nitrogen
  • https://www.syl.ru/article/454904/jidkiy-azot-temperatura-kipenie-agregatnyie-sostoyaniya
  • https://www.cryotrade.ru/liquid-nitrogen-properties.html
  • https://xn--80aaafltebbc3auk2aepkhr3ewjpa.xn--p1ai/zhidkiy-azot
Оцените статью:
[Всего голосов: 0    Средний: 0/5]