Obwohl es nicht genau Mothra vs. Godzilla, die Leute von Jefferson Lab – in einem Abschnitt für ihre YouTube-Serie „Frostbite Theatre“ – haben Trockeneis und flüssigen Stickstoff in denselben Behälter gegeben, um zu sehen, was passieren würde. Beide Materialien sind extrem kalt und weit unter Null, aber der Temperaturunterschied macht dies zu einem interessanten Experiment. Das Einrichten eines Trockeneis-gegen-Flüssig-Stickstoff-Experiments verursacht auch eine Wendung in der Art und Weise, wie wir über Begriffe wie kalt, heiß und kochend denken.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
TL/DR; Zu lange nicht gelesen
Trockeneis im Vergleich zu flüssigem Stickstoff ist ein interessantes Thema, um die Eigenschaften dessen zu untersuchen, was wir als heiß, kalt und kochend bezeichnen. Bei Temperaturen weit unter Null sorgen Trockeneis und der viel kältere flüssige Stickstoff für interessante Effekte.
Es macht Spaß, das Experiment zu sehen, aber hier ist ein Spoiler-Alarm: Bei einer Trockeneistemperatur von etwa -110 ° F und einer höheren Dichte sinkt es auf den Boden des Behälters. Die Temperatur des flüssigen Stickstoffs, die bei etwa -321 ° F beginnt, beginnt schnell zu steigen und bringt ihn zum Sieden. Wer hätte gedacht, dass Trockeneis so heiß ist? Nun, in der Wissenschaft ist alles relativ.
Chemische Formel für Trockeneis
Trockeneis ist verfestigtes Kohlendioxidgas. Aus diesem Grund ist die chemische Formel von Trockeneis die gleiche wie Kohlendioxid oder CO2. Kohlendioxid ist ein farbloses, geruchloses Gas. Wenn dieses Gas gefroren ist, wird es zu dem, was wir Trockeneis nennen.
Wenn normales Eis schmilzt, wird es flüssig. Wenn "Trockeneis" schmilzt, sublimiert es bei Raumtemperatur - das heißt, es geht direkt von einem Feststoff zu einem Gas über. Diese Eigenschaften machen Trockeneis wertvoll, um Speisen ohne Kühlung kalt zu halten und zu Halloween gruselige Nebeleffekte zu erzeugen.
Verwendung für Trockeneis
Über den Eiswagen und Ihre Bowle hinaus ist Trockeneis jedoch weit verbreitet und hat viele kommerzielle Anwendungen. Medizinische Einrichtungen verwenden es, um Proben kalt zu halten. Bestimmte Branchen verwenden Trockeneis – in einer Methode namens „Trockeneisstrahlen“, ähnlich dem Sandstrahlen –, um Geräte zu reinigen. Es wird beispielsweise in Ölfeldern verwendet, um den Schlamm vom Boden von Öltanks zu entfernen. Laut DryIceInfo.com reichen die kommerziellen Einsatzmöglichkeiten von Trockeneis vom Branding von Rindern über die Fleischverarbeitung bis hin zur Entfernung von Bodenfliesen und der Ausrottung von Gophern. Es ist vielseitiges Zeug. Die breite Öffentlichkeit kann in vielen Lebensmittelgeschäften Trockeneis für ein paar Dollar pro Pfund kaufen. Bringen Sie Ihre eigene Kühlbox mit, wenn Sie den Kauf tätigen möchten, und sagen Sie ihnen einfach, wie viel Pfund Sie möchten.
Flüssigstickstoff
Stickstoff ist ein Gas. Damit es flüssig wird, muss es ziemlich stark gekühlt werden. Bei einer typischen Flüssigstickstofftemperatur von -346 ° F sieht es aus wie kochendes Wasser, obwohl es extrem kalt ist. Wenn es unter -346° gefroren ist, wird es fest. Wenn es über seinen Siedepunkt von -320,44 ° F genommen wird, wird es zu einem Gas.
Wie die Leute von Jefferson Lab gezeigt haben, ist flüssiger Stickstoff viel kälter als Trockeneis. Dies macht es gefährlicher zu handhaben und daher für die breite Öffentlichkeit weniger zugänglich. Obwohl einige Bars Cocktails mit flüssigem Stickstoff herstellen, führte diese Modeerscheinung im Oktober 2012 dazu, dass eine Teenagerin in Großbritannien notoperiert wurde, um ihren Magen zu entfernen, nachdem sie einen getrunken hatte. Die Bar hat solche Getränke schnell von ihrer Speisekarte gestrichen.
Verwendungen für Flüssigstickstoff
Sicherer Umgang mit flüssigem Stickstoff macht im Chemieunterricht großen Spaß. Die Website der Cornell University listet viele seltsame Verwendungen für das Zeug auf, einschließlich des Gießens einer Tasse flüssigen Stickstoffs in einen Liter Blasenlösung -- "Blasen gehen überall hin!" -- und eine Banane in flüssigem Stickstoff einfrieren und damit a hämmern Nagel. Dumm, oder? Aber diese Tricks offenbaren zwei der wertvollsten Eigenschaften von flüssigem Stickstoff: Er dehnt sich schnell aus und friert Gegenstände sofort ein.
Der umstrittene Prozess, der als "Fracking" bekannt ist, nutzt die schnelle Expansion von flüssigem Stickstoff, um erdgashaltige Gesteinsformationen zu zerbrechen. Und die schnelle und gründliche Kühlung von flüssigem Stickstoff wird in vielen medizinischen Anwendungen genutzt, zum Beispiel beim Einfrieren und sofortigen Zerstören von unerwünschtem Gewebe wie Warzen und kleinen Krebsarten.
