Suchý ľad vs. Tekutý dusík

Aj keď to nie je úplne Mothra vs. Godzilla, ľudia v laboratóriu Jefferson Lab - v segmente ich série YouTube „Frostbite Theatre“ - vložili do jednej nádoby suchý ľad a tekutý dusík, aby zistili, čo sa stane. Oba materiály sú extrémne chladné a hlboko pod nulou, rozdiel teplôt však robí z tohto zaujímavého experimentu. Príprava experimentu na suchom ľade s tekutým dusíkom tiež spôsobí zvrat v spôsobe, akým uvažujeme o pojmoch ako studený, horúci a varný.

TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)

TL / DR; Príliš dlho som nečítal

Suchý ľad vs tekutý dusík je zaujímavá téma na preskúmanie vlastností toho, čo si myslíme ako horúce, studené a vriace. Pri teplotách hlboko pod nulou vytvárajú suchý ľad a oveľa chladnejší tekutý dusík zaujímavé efekty.

Sledovanie experimentu je zábavné, ale tu je upozornenie na spojler: Keď je teplota suchého ľadu okolo -110 ° F a je tiež hustejšia, klesá k spodnej časti nádoby. Teplota kvapalného dusíka, ktorá začína na asi -321 ° F, sa začína rýchlo zvyšovať, čo spôsobí jej varenie. Kto vedel, že suchý ľad je taký horúci? Vo vede je všetko relatívne.

Suchý ľad je stuhnutý plynný oxid uhličitý. Z tohto dôvodu je chemický vzorec suchého ľadu rovnaký ako oxid uhličitý alebo CO₂. Oxid uhličitý je bezfarebný plyn bez zápachu. Keď je tento plyn zmrazený, stane sa z neho takzvaný suchý ľad.

Keď sa bežný ľad roztopí, zmení sa na tekutinu. Keď sa „suchý“ ľad topí, sublimuje sa pri izbovej teplote - to znamená, že prechádza priamo z pevnej látky na plyn. Vďaka týmto vlastnostiam je suchý ľad cenný pre uchovanie studeného jedla bez chladenia a pre vytvorenie strašidelných hmlistých efektov na Halloween.

Okrem vozíka na zmrzlinu a vašej misky na pečenie je však suchý ľad široko dostupný a má mnoho komerčných využití. Zdravotnícke zariadenia ho používajú na uchovanie vzoriek v chlade. Niektoré priemyselné odvetvia používajú suchý ľad - metódou nazývanou „tryskanie suchým ľadom“, podobne ako pieskovanie - na čistenie zariadení. Používa sa napríklad v ropných poliach na odstránenie kalu zo dna ropných nádrží. Podľa webu DryIceInfo.com sa komerčné využitie suchého ľadu pohybuje od značiek hovädzieho dobytka cez spracovanie mäsa až po odstránenie podlahových dlaždíc až po likvidáciu gopherov. Je to všestranný materiál. Široká verejnosť môže kúpiť suchý ľad v mnohých obchodoch s potravinami za pár dolárov za libru. Ak chcete uskutočniť nákup, vezmite si so sebou vlastný chladič a jednoducho im povedzte, koľko libier chcete.

Dusík je plyn. Aby sa z neho stala tekutina, musí sa dosť intenzívne chladiť. Pri typickej teplote kvapalného dusíka -346 ° F to vyzerá ako vriaca voda, aj keď je extrémne chladná. Ak je zmrazený pod -346 °, stáva sa z neho pevná látka. Ak sa vezme nad teplotu varu -320,44 ° F, stane sa z nej plyn.

Ako ukázali ľudia v Jefferson Lab, tekutý dusík je oveľa chladnejší ako suchý ľad. Vďaka tomu je manipulácia s ňou nebezpečnejšia, a teda menej dostupná pre širokú verejnosť. Aj keď niektoré tyčinky pripravujú koktaily s tekutým dusíkom, v októbri 2012 tento výstrelok vyústil do toho, že tínedžerke vo Veľkej Británii bola po vypití jednej z pohotovostných služieb na odstránenie žalúdka. Bar tieto nápoje rýchlo vylúčil zo svojej ponuky.

S tekutým dusíkom, s ktorým sa bezpečne manipuluje, môže byť na hodine chémie skvelá zábava. Webové stránky Cornell University uvádzajú veľa zvláštnych použití týchto vecí, vrátane nalievania šálky tekutého dusíka do a kvart bublinkového riešenia - "Bubliny idú všade!" - a zmrazenie banánu v tekutom dusíku a jeho použitie na buchnutie a klinec. Hlúpe, že? Ale tieto triky odhaľujú dve najcennejšie vlastnosti tekutého dusíka: rýchlo sa rozširujú a objekty okamžite zmrazia.

Kontroverzný proces známy ako „frakovanie“ využíva výhody rýchlej expanzie tekutého dusíka na lámanie skalných útvarov, ktoré obsahujú zemný plyn. A rýchle a dôkladné ochladenie tekutého dusíka sa využíva v mnohých lekárskych aplikáciách, napríklad pri zmrazovaní a okamžitom ničení nežiaduceho tkaniva, ako sú bradavice a malé druhy rakoviny.