การทดลองกับไนโตรเจนเหลว

ไนโตรเจนเหลวมีค่ามากในการแสดงให้เห็นถึงหลักการทางวิทยาศาสตร์ แม้ว่าอากาศจะเย็นมากและต้องใช้ความระมัดระวัง แต่ LN2 มีราคาไม่แพง ไม่เป็นพิษ และเฉื่อยทางเคมี เนื่องจากอากาศหนาวมาก - ลบ 196 องศาเซลเซียส (ลบ 320 องศาฟาเรนไฮต์) จึงสามารถช่วยให้คุณแสดงปรากฏการณ์ในลักษณะที่ไม่สามารถบรรลุได้ที่อุณหภูมิห้องปกติ ไนโตรเจนเหลวช่วยเพิ่มความมีไหวพริบ ความสนุกสนาน และการแสดงละครให้กับการสาธิตทางวิทยาศาสตร์

อันตรายหลักของไนโตรเจนเหลวนั้นเย็นจัด ส่วนต่างๆ ของร่างกายที่สัมผัสกับ LN2 โดยตรงอาจได้รับบาดเจ็บอย่างรวดเร็ว นอกจากนี้ยังใช้กับวัตถุที่สัมผัสถูกทำให้เย็นลงในไนโตรเจนเหลว เมื่อทำงานกับ LN2 ให้สวมแว่นตานิรภัยและถุงมือแช่แข็งเสมอ ถุงมือยางธรรมดาจะแข็งตัวและแตก จ่าย LN2 จากตู้แช่เย็นหรือภาชนะอื่นๆ ที่ได้รับอนุญาตเท่านั้น และใช้ชามและกล่องโฟมเพื่อเก็บวัตถุสาธิต โปรดจำไว้ว่า LN2 เดือดออกเป็นก๊าซไนโตรเจนจำนวนมาก แม้ว่าจะไม่เป็นพิษ แต่ก็ช่วยแทนที่ออกซิเจน ดังนั้นให้ทำการสาธิตในสภาพแวดล้อมที่มีอากาศถ่ายเทได้ดี

การทดลอง "บอลลูนหดตัว" แสดงให้เห็นถึงกฎของแก๊สในอุดมคติที่เกี่ยวข้องกับอุณหภูมิ ปริมาตร และความดัน เป่าลูกโป่งปาร์ตี้แล้วมัดปลายออก เทไนโตรเจนเหลวประมาณ 200 ถึง 300 มล. ลงในตู้เย็นปิกนิกโฟมขนาดเล็ก วางบอลลูนอย่างระมัดระวังใน LN2 เพื่อให้สัมผัสกับของเหลว หลังจากนั้นไม่กี่วินาที บอลลูนจะเหี่ยวเฉา นำบอลลูนออกแล้วปล่อยให้อุ่นขึ้น มันจะพองตัวเองอีกครั้ง LN2 จะทำให้อากาศภายในบอลลูนเป็นของเหลว ช่วยลดความดันและปริมาตรของบอลลูนได้อย่างมาก เมื่อปล่อยให้อุ่น ของเหลวจะระเหยกลายเป็นแรงดันภายใน

ที่อุณหภูมิห้อง ตะกั่วเป็นโลหะที่อ่อนมาก เมื่อถูกตีด้วยค้อน ระฆังสาธิตที่ทำจากตะกั่วจะทำให้ "ก้อนใหญ่" ทื่อๆ เพิ่มเกี่ยวกับ LN2 ครึ่งลิตรลงในภาชนะ Styrofoam วางกระดิ่งลงในของเหลวและให้เวลาสักครู่เพื่อ ทำใจให้สบาย ถอดกระดิ่งออกและปล่อยให้ไนโตรเจนเหลวหยดออก ตีระฆังอีกครั้งและดังก้องกังวาน อุณหภูมิที่เย็นจัดจะลดการสั่นสะเทือนจากความร้อนในอะตอมของตะกั่ว ทำให้โลหะแข็งขึ้น

เมื่อเติมน้ำในสัดส่วนที่ถูกต้อง สารป้องกันการแข็งตัวของรถยนต์จะกลายเป็นของแข็งที่อุณหภูมิต่ำสุดที่ลบ 55 องศาเซลเซียส (ลบ 67 องศาฟาเรนไฮต์) แม้ว่าสิ่งนี้จะดีพอที่จะทำให้รถยนต์ส่วนใหญ่สามารถผ่านฤดูหนาวได้ แต่ไนโตรเจนเหลวนั้นเย็นจนแข็งจนแข็งสารต้านการเยือกแข็ง เพื่อสาธิต ให้ผสมสารป้องกันการแข็งตัว 70/30 กับน้ำ แล้วเทประมาณ 150 มล. ลงในชามโฟม เพิ่ม LN2 สองสามร้อยมล. แล้วรอหนึ่งหรือสองนาที สารป้องกันการแข็งตัวจะกลายเป็นของเหลวที่มีน้ำเชื่อม จากนั้นแข็งตัวเป็นผลึก หลังจากผ่านไปหลายนาที LN2 จะระเหย และส่วนผสมป้องกันการแข็งตัวจะอุ่นขึ้นและกลายเป็นของเหลวอีกครั้ง