O nitrogênio líquido tem grande valor para demonstrar princípios científicos; embora seja muito frio e exija um manuseio cuidadoso, o LN2 é barato, não tóxico e quimicamente inerte. Como é extremamente frio - menos 196 Celsius (menos 320 Fahrenheit), ele pode ajudá-lo a demonstrar fenômenos de uma maneira inatingível em temperaturas ambientes normais. O nitrogênio líquido adiciona charme, diversão e drama às demonstrações científicas.
Precauções de manuseamento
O principal perigo do nitrogênio líquido é o frio extremo; quaisquer partes do corpo expostas diretamente ao LN2 podem sofrer lesões rapidamente. Isso também se aplica ao toque em objetos resfriados em nitrogênio líquido. Ao trabalhar com o LN2, sempre use óculos de proteção e luvas criogênicas - as luvas de borracha comuns congelam e racham. Dispense o LN2 apenas de um depósito criogênico ou outro recipiente aprovado e use tigelas e caixas de isopor para guardar os objetos de demonstração. Lembre-se de que o LN2 se transforma em grandes quantidades de gás nitrogênio; embora não seja tóxico, ele desloca o oxigênio, portanto, faça suas demonstrações em um ambiente bem ventilado.
Balão Encolhendo
O experimento do “balão encolhendo” demonstra a lei do gás ideal que relaciona temperatura, volume e pressão. Encha um balão de festa e amarre a ponta. Despeje cerca de 200 a 300 mL de nitrogênio líquido em uma pequena caixa térmica de isopor para piquenique. Coloque cuidadosamente o balão no LN2 para que entre em contato com o líquido. Depois de alguns segundos, o balão murcha. Retire o balão e deixe aquecer; ele se inflará novamente. O LN2 liquefaz o ar dentro do balão, reduzindo bastante sua pressão e volume. Quando aquecido, o líquido evapora, restaurando a pressão interna.
Lead Bell
Em temperatura ambiente, o chumbo é um metal muito macio. Quando atingido por um martelo, um sino de demonstração feito de chumbo faz um "baque" maçante. Adicione sobre um meio litro de LN2 para um recipiente de isopor, coloque o sino no líquido e aguarde alguns minutos para calafrio. Remova o sino e deixe o nitrogênio líquido escorrer. Toque o sino novamente e ele toca com força. As baixas temperaturas reduzem as vibrações térmicas nos átomos de chumbo, tornando o metal mais duro.
Anticongelante
Quando adicionado à água nas proporções corretas, o anticongelante automotivo torna-se um sólido a temperaturas tão baixas quanto menos 55 graus Celsius (menos 67 graus Fahrenheit). Embora isso seja bom o suficiente para manter a maioria dos carros durante o inverno, o nitrogênio líquido é tão frio que congela um sólido anticongelante. Para demonstrar, faça uma mistura 70/30 de anticongelante com água e despeje cerca de 150 mL em uma tigela de isopor. Adicione algumas centenas de mL de LN2 e espere um ou dois minutos; o anticongelante torna-se um líquido xaroposo e congela em cristais. Após alguns minutos, o LN2 evapora e a mistura anticongelante se aquece, tornando-se líquida novamente.