Anche se non è esattamente Mothra vs. Godzilla, i ragazzi del Jefferson Lab - in un segmento per la loro serie YouTube "Frostbite Theatre" - hanno messo ghiaccio secco e azoto liquido nello stesso contenitore per vedere cosa sarebbe successo. Entrambi i materiali sono estremamente freddi e molto al di sotto dello zero, ma la differenza di temperatura rende questo esperimento interessante. L'impostazione di un esperimento di ghiaccio secco vs azoto liquido provoca anche una svolta nel modo in cui pensiamo a termini come freddo, caldo e ebollizione.
TL; DR (troppo lungo; non ho letto)
TL/DR; Troppo tempo non ho letto
Il ghiaccio secco rispetto all'azoto liquido è un argomento interessante per indagare sulle proprietà di ciò che pensiamo come caldo, freddo e bollente. A temperature molto al di sotto dello zero, il ghiaccio secco e l'azoto liquido molto più freddo creano effetti interessanti.
È divertente guardare l'esperimento, ma ecco un avviso spoiler: con la temperatura del ghiaccio secco di circa -11 ° F ed essendo anche più denso, affonda sul fondo del contenitore. La temperatura dell'azoto liquido, che inizia a circa -321°F, inizia ad aumentare rapidamente, facendolo bollire. Chi sapeva che il ghiaccio secco era così caldo? Ebbene, nella scienza tutto è relativo.
Formula chimica del ghiaccio secco
Il ghiaccio secco è anidride carbonica solidificata. Per questo motivo, la formula chimica del ghiaccio secco è la stessa dell'anidride carbonica, o CO2. L'anidride carbonica è un gas incolore e inodore. Quando quel gas è congelato, diventa ciò che chiamiamo ghiaccio secco.
Quando il ghiaccio normale si scioglie, si trasforma in un liquido. Quando il ghiaccio "secco" si scioglie, sublima a temperatura ambiente, il che significa che passa direttamente da solido a gas. Queste caratteristiche rendono il ghiaccio secco prezioso per mantenere il cibo freddo senza refrigerazione e per creare effetti nebbiosi spettrali ad Halloween.
Usi per il ghiaccio secco
Oltre al carretto dei gelati e alla ciotola del punch, tuttavia, il ghiaccio secco è ampiamente disponibile e ha molti usi commerciali. Le strutture mediche lo usano per mantenere i campioni al fresco. Alcune industrie usano il ghiaccio secco - in un metodo chiamato "sabbiatura con ghiaccio secco", simile alla sabbiatura - per pulire le attrezzature. Ad esempio, viene utilizzato nei giacimenti petroliferi per rimuovere i fanghi dal fondo dei serbatoi dell'olio. Secondo DryIceInfo.com, gli usi commerciali del ghiaccio secco vanno dal marchio del bestiame alla lavorazione della carne, dalla rimozione delle piastrelle del pavimento all'eradicazione del gopher. È roba versatile. Il pubblico in generale può acquistare ghiaccio secco in molti negozi di alimentari per un paio di dollari per libbra. Porta con te il tuo dispositivo di raffreddamento quando vuoi effettuare l'acquisto e digli semplicemente quante sterline vuoi.
Nitrogeno liquido
L'azoto è un gas. Per renderlo un liquido, deve essere raffreddato abbastanza ampiamente. Alla tipica temperatura dell'azoto liquido di -346°F, sembra acqua bollente, anche se è estremamente fredda. Quando è congelato al di sotto di -346°, diventa un solido. Quando viene portato al di sopra del punto di ebollizione di -320,44 ° F, diventa un gas.
Come hanno dimostrato i ragazzi del Jefferson Lab, l'azoto liquido è molto più freddo del ghiaccio secco. Questo lo rende più pericoloso da maneggiare e quindi meno disponibile al pubblico in generale. Sebbene alcuni bar facciano cocktail con azoto liquido, nell'ottobre 2012 questa moda ha portato un'adolescente nel Regno Unito a subire un intervento chirurgico d'urgenza per rimuovere il suo stomaco dopo averne bevuto uno. Il bar ha rapidamente rimosso tali bevande dal suo menu.
Usi per l'azoto liquido
L'azoto liquido, maneggiato in modo sicuro, può essere molto divertente durante le lezioni di chimica. Il sito web della Cornell University elenca molti usi stravaganti per la roba, incluso versare circa una tazza di azoto liquido in un litro di soluzione per bolle -- "Le bolle vanno ovunque!" -- e congelare una banana in azoto liquido e usarla per martellare a chiodo. Sciocco, vero? Ma questi trucchi rivelano due delle proprietà più preziose dell'azoto liquido: si espande rapidamente e congela immediatamente gli oggetti.
Il controverso processo noto come "fracking" sfrutta la rapida espansione dell'azoto liquido per fratturare le formazioni rocciose che contengono gas naturale. E il raffreddamento rapido e completo dell'azoto liquido viene utilizzato in molte applicazioni mediche, ad esempio nel congelamento e nella distruzione immediata di tessuti indesiderati, come verruche e piccoli tumori.