L'azoto liquido ha un grande valore per dimostrare i principi scientifici; sebbene sia molto freddo e richieda un'attenta manipolazione, LN2 è poco costoso, non tossico e chimicamente inerte. Poiché è estremamente freddo - meno 196 gradi Celsius (meno 320 Fahrenheit), può aiutarti a dimostrare i fenomeni in un modo irraggiungibile a temperature ambiente normali. L'azoto liquido aggiunge fascino, divertimento e drammaticità alle dimostrazioni scientifiche.
Precauzioni per la manipolazione
Il pericolo principale dell'azoto liquido è il freddo estremo; qualsiasi parte del corpo esposta direttamente a LN2 può subire rapidamente lesioni. Questo vale anche per toccare oggetti raffreddati in azoto liquido. Quando si lavora con LN2, indossare sempre occhiali di sicurezza e guanti criogenici: i normali guanti di gomma si congeleranno e si spezzeranno. Erogare LN2 solo da un dewar criogenico o altro contenitore approvato e utilizzare ciotole e scatole di polistirolo per contenere oggetti dimostrativi. Ricorda che LN2 si dissolve in abbondanti quantità di gas azoto; sebbene non tossico, sposta l'ossigeno, quindi esegui le tue dimostrazioni in un ambiente ben ventilato.
Palloncino che si restringe
L'esperimento del "palloncino restringente" dimostra la legge del gas ideale che mette in relazione temperatura, volume e pressione. Gonfia un palloncino da festa e annoda l'estremità. Versare circa 200-300 ml di azoto liquido in un piccolo frigorifero da picnic in polistirolo. Posizionare con cura il palloncino nell'LN2 in modo che entri in contatto con il liquido. Dopo pochi secondi, il palloncino si accartoccia. Rimuovere il palloncino e lasciarlo scaldare; si rigonfierà da solo. L'LN2 liquefa l'aria all'interno del pallone, riducendone notevolmente la pressione e il volume. Quando lasciato scaldare, il liquido evapora, ripristinando la pressione all'interno.
Campana di piombo
A temperatura ambiente, il piombo è un metallo molto tenero. Quando viene colpita con un martello, una campana dimostrativa in piombo emette un sordo "thunk". Aggiungi circa un mezzo litro di LN2 in un contenitore di Styrofoam, immergi la campana nel liquido e lasciala per qualche minuto calmati. Rimuovere la campana e lasciare sgocciolare l'azoto liquido. Suona di nuovo il campanello e suona brillantemente. Le basse temperature riducono le vibrazioni termiche negli atomi di piombo, rendendo il metallo più duro.
Antigelo antigelo
Se aggiunto all'acqua nelle proporzioni corrette, l'antigelo automobilistico diventa solido a temperature fino a meno 55 gradi Celsius (meno 67 gradi Fahrenheit). Sebbene questo sia abbastanza buono da mantenere la maggior parte delle auto durante l'inverno, l'azoto liquido è così freddo che congelerà il solido antigelo. Per dimostrare, fare una miscela 70/30 di antigelo in acqua e versare circa 150 ml in una ciotola di polistirolo. Aggiungere qualche centinaio di mL di LN2 e attendere un minuto o due; l'antigelo diventa un liquido sciropposo, poi si congela in cristalli. Dopo alcuni minuti, l'LN2 evapora e la miscela antigelo si scalda tornando liquida.