ניסויים עם חנקן נוזלי

לחנקן נוזלי ערך רב להפגנת עקרונות מדעיים; למרות שהוא קר מאוד ודורש טיפול זהיר, LN2 הוא לא יקר, לא רעיל ואינרטי כימי. מכיוון שהוא קר במיוחד - מינוס 196 צלזיוס (מינוס 320 פרנהייט), הוא יכול לעזור לכם להפגין תופעות באופן שאי אפשר להשיג בטמפרטורות החדר הרגילות. חנקן נוזלי מוסיף כישרון, כיף ודרמה להפגנות מדעיות.

המפגע העיקרי של חנקן נוזלי הוא קור קיצוני; כל חלקי גוף שנחשפים ישירות ל- LN2 עלולים לסבול במהירות. זה חל גם על נגיעות חפצים מקוררות בחנקן נוזלי. כשעובדים עם LN2 יש ללבוש תמיד משקפי מגן וכפפות קריוגניות - כפפות גומי רגילות יקפאו וייסדקו. לוותר על LN2 רק ממגנט קריוגני או מיכל מאושר אחר, והשתמש בקערות וקופסאות קלקר כדי להחזיק חפצי הדגמה. זכור כי LN2 מסתכם בכמויות גדולות של גז חנקן; למרות שהוא לא רעיל, הוא עוקר חמצן, לכן בצע את ההפגנות שלך בסביבה מאווררת היטב.

הניסוי "הבלון המתכווץ" מדגים את חוק הגז האידיאלי המתייחס לטמפרטורה, נפח ולחץ. לפוצץ בלון מסיבות ולקשור את הקצה. יוצקים כ -200 עד 300 מ"ל של חנקן נוזלי למקרר פיקניק קלקר קטן. מניחים בזהירות את הבלון ב- LN2 כך שהוא יבוא במגע עם הנוזל. אחרי כמה שניות הבלון מצטמצם. הסר את הבלון והניח לו להתחמם; זה ינפח את עצמו מחדש. ה- LN2 מזרים את האוויר בתוך הבלון, ומפחית מאוד את הלחץ והנפח שלו. כאשר מאפשרים לו להתחמם, הנוזל מתאדה, ומחזיר את הלחץ בתוכו.

בטמפרטורות החדר, עופרת היא מתכת רכה מאוד. כאשר פוגעים בפטיש, פעמון הדגמה עשוי עופרת הופך ל"הדק "עמום. הוסף בערך א חצי ליטר LN2 למיכל קלקר, הניחו את הפעמון בנוזל ותנו לו כמה דקות תירגע. הסר את הפעמון ואפשר לטפטף מכל חנקן נוזלי. היכה שוב בפעמון והוא מצלצל במאור פנים. הטמפרטורות הקרות מפחיתות את הרטט התרמי באטומי העופרת, מה שמקשה על המתכת.

כאשר מוסיפים אותם למים בפרופורציות הנכונות, נגד הקפאת רכב הופך למוצק בטמפרטורות נמוכות עד למינוס 55 מעלות צלזיוס (מינוס 67 מעלות פרנהייט). למרות שזה מספיק טוב כדי לשמור על מרבית המכוניות בחורף, חנקן נוזלי הוא כל כך קר שהוא יקפיא מוצק נגד הקפאה. כדי להדגים, הכינו תערובת של 70/30 של אנטי-הקפאה למים ושפכו כ- 150 מ"ל לקערת קלקר. הוסף כמה מאות מ"ל של LN2 והמתין דקה או שתיים; נגד ההקפאה הופך לנוזל סירופ ואז קופא לגבישים. לאחר מספר דקות, ה- LN2 מתאדה, והתערובת נגד הקפאה מתחממת והופכת שוב לנוזלית.