Bien que ce ne soit pas exactement Mothra vs. Godzilla, les gens de Jefferson Lab - dans un segment de leur série YouTube "Frostbite Theater" - ont mis de la neige carbonique et de l'azote liquide dans le même récipient pour voir ce qui se passerait. Les deux matériaux sont extrêmement froids et bien en dessous de zéro, mais la différence de température en fait une expérience intéressante. La mise en place d'une expérience de glace sèche contre azote liquide provoque également une torsion dans la façon dont nous pensons aux termes tels que froid, chaud et bouillant.
TL; DR (trop long; n'a pas lu)
TL/DR; Trop longtemps n'a pas lu
La glace carbonique vs l'azote liquide est un sujet intéressant pour étudier les propriétés de ce que nous considérons comme chaud, froid et bouillant. À des températures bien inférieures à zéro, la neige carbonique et l'azote liquide beaucoup plus froid créent des effets intéressants.
C'est amusant de regarder l'expérience, mais voici une alerte de spoiler: avec une température de glace carbonique d'environ -110°F et étant également plus dense, elle coule au fond du conteneur. La température de l'azote liquide, qui commence à environ -321°F, commence à augmenter rapidement, le faisant bouillir. Qui savait que la glace carbonique était si chaude? Eh bien, en science, tout est relatif.
Formule chimique de la glace carbonique
La glace sèche est du gaz carbonique solidifié. Pour cette raison, la formule chimique de la glace sèche est la même que celle du dioxyde de carbone, ou CO2. Le dioxyde de carbone est un gaz incolore et inodore. Lorsque ce gaz est gelé, il devient ce que nous appelons de la glace carbonique.
Lorsque la glace ordinaire fond, elle se transforme en liquide. Lorsque la glace « sèche » fond, elle se sublime à température ambiante, ce qui signifie qu'elle passe directement d'un solide à un gaz. Ces caractéristiques rendent la glace sèche précieuse pour garder les aliments au frais sans réfrigération et pour créer des effets de brouillard effrayants à Halloween.
Utilisations pour la glace sèche
Au-delà du chariot de crème glacée et de votre bol à punch, cependant, la glace sèche est largement disponible et a de nombreuses utilisations commerciales. Les installations médicales l'utilisent pour garder les échantillons au froid. Certaines industries utilisent de la neige carbonique - selon une méthode appelée "décapage cryogénique", similaire au sablage - pour nettoyer l'équipement. Par exemple, il est utilisé dans les champs pétrolifères pour éliminer les boues du fond des réservoirs de pétrole. Selon DryIceInfo.com, les utilisations commerciales de la glace carbonique vont du marquage du bétail à la transformation de la viande en passant par l'élimination des carreaux de sol et l'éradication du spermophile. C'est un truc polyvalent. Le grand public peut acheter de la glace sèche dans de nombreuses épiceries pour quelques dollars la livre. Apportez votre propre glacière avec vous lorsque vous souhaitez effectuer l'achat et dites-leur simplement combien de livres vous voulez.
L'azote liquide
L'azote est un gaz. Pour en faire un liquide, il doit être refroidi assez largement. À une température typique de l'azote liquide de -346 °F, cela ressemble à de l'eau bouillante, même s'il fait extrêmement froid. Lorsqu'il est gelé en dessous de -346°, il devient solide. Lorsqu'il est pris au-dessus de son point d'ébullition de -320,44 °F, il devient un gaz.
Comme les gens de Jefferson Lab l'ont démontré, l'azote liquide est beaucoup plus froid que la glace sèche. Cela le rend plus dangereux à manipuler et donc moins accessible au grand public. Bien que certains bars préparent des cocktails à base d'azote liquide, en octobre 2012, cette mode a conduit une adolescente britannique à subir une intervention chirurgicale d'urgence pour lui retirer l'estomac après en avoir bu un. Le bar a rapidement supprimé ces boissons de son menu.
Utilisations pour l'azote liquide
L'azote liquide, manipulé en toute sécurité, peut être très amusant en cours de chimie. Le site Web de l'Université Cornell répertorie de nombreuses utilisations étranges de ce produit, notamment le versement d'environ une tasse d'azote liquide dans un litre de solution à bulles -- « Les bulles vont partout! » -- et congeler une banane dans de l'azote liquide et l'utiliser pour marteler un ongle. Idiot, non? Mais ces astuces révèlent deux des propriétés les plus précieuses de l'azote liquide: il se dilate rapidement et gèle immédiatement les objets.
Le processus controversé connu sous le nom de « fracturation hydraulique » tire parti de l'expansion rapide de l'azote liquide pour fracturer les formations rocheuses contenant du gaz naturel. Et le refroidissement rapide et complet de l'azote liquide est utilisé dans de nombreuses applications médicales, par exemple pour congeler - et détruire immédiatement - les tissus indésirables, tels que les verrues et les petits cancers.