El nitrógeno líquido tiene un gran valor para demostrar principios científicos; aunque hace mucho frío y requiere un manejo cuidadoso, el LN2 es económico, no tóxico y químicamente inerte. Debido a que es extremadamente frío, menos 196 grados Celsius (menos 320 grados Fahrenheit), puede ayudarlo a demostrar fenómenos de una manera inalcanzable a temperaturas ambiente normales. El nitrógeno líquido agrega estilo, diversión y drama a las demostraciones científicas.
Tomando precauciones
El principal peligro del nitrógeno líquido es el frío extremo; cualquier parte del cuerpo expuesta directamente al LN2 puede sufrir lesiones rápidamente. Esto también se aplica al tocar objetos enfriados en nitrógeno líquido. Cuando trabaje con LN2, use siempre gafas de seguridad y guantes criogénicos; los guantes de goma comunes se congelarán y agrietarán. Dispense LN2 solo de un recipiente criogénico u otro recipiente aprobado, y use tazones y cajas de poliestireno para contener los objetos de demostración. Recuerde que el LN2 se evapora en grandes cantidades de nitrógeno gaseoso; aunque no es tóxico, desplaza el oxígeno, así que realice sus demostraciones en un ambiente bien ventilado.
Globo retráctil
El experimento del “globo retráctil” demuestra la ley de los gases ideales que relaciona la temperatura, el volumen y la presión. Infle un globo de fiesta y ate el extremo. Vierta alrededor de 200 a 300 ml de nitrógeno líquido en una pequeña nevera portátil de espuma de poliestireno. Coloque con cuidado el globo en el LN2 para que entre en contacto con el líquido. Después de unos segundos, el globo se arruga. Retirar el globo y dejar que se caliente; se volverá a inflar. El LN2 licua el aire dentro del globo, reduciendo en gran medida su presión y volumen. Cuando se deja calentar, el líquido se evapora, restaurando la presión en el interior.
Campana principal
A temperatura ambiente, el plomo es un metal muy blando. Cuando se golpea con un mazo, una campana de demostración hecha de plomo produce un "golpe" sordo. Agregue sobre un medio litro de LN2 en un recipiente de poliestireno, coloque la campana en el líquido y déle unos minutos para Relájate. Retire la campana y deje que gotee el nitrógeno líquido. Toca la campana de nuevo y suena brillante. Las bajas temperaturas reducen las vibraciones térmicas en los átomos de plomo, endureciendo el metal.
Anticongelante
Cuando se agrega al agua en las proporciones correctas, el anticongelante para automóviles se vuelve sólido a temperaturas tan bajas como menos 55 grados Celsius (menos 67 grados Fahrenheit). Aunque esto es lo suficientemente bueno para mantener a la mayoría de los automóviles en funcionamiento durante el invierno, el nitrógeno líquido es tan frío que congelará el anticongelante. Para demostrarlo, haga una mezcla 70/30 de anticongelante con agua y vierta aproximadamente 150 ml en un recipiente de espuma de poliestireno. Agregue unos cientos de ml de LN2 y espere uno o dos minutos; el anticongelante se convierte en un líquido almibarado y luego se congela en cristales. Después de varios minutos, el LN2 se evapora y la mezcla anticongelante se calienta, volviéndose líquida nuevamente.