ما مدى برودة النيتروجين السائل حقا؟

النيتروجين السائل بارد جدا! عند الضغط الجوي العادي ، يكون النيتروجين سائلاً بين 63 كلفن و 77.2 كلفن (-346 درجة فهرنهايت و -320.44 درجة فهرنهايت). على مدى درجة الحرارة هذا ، يبدو النيتروجين السائل يشبه إلى حد كبير ماء مغلي. تحت 63 ك ، يتجمد في النيتروجين الصلب. لأن النيتروجين السائل في الوضع المعتاد يغلي ، درجة حرارته المعتادة 77 K.

يغلي النيتروجين السائل في بخار النيتروجين في درجة حرارة الغرفة والضغط. سحابة البخار التي تراها ليست بخارًا أو دخانًا. البخار عبارة عن بخار ماء غير مرئي ، بينما الدخان ناتج عن الاحتراق. السحابة عبارة عن ماء يتكثف خارج الهواء من التعرض لدرجة الحرارة الباردة حول النيتروجين. لا يمكن للهواء البارد أن يحتفظ بنفس الرطوبة مثل الهواء الدافئ ، لذلك تتكون السحابة.

النيتروجين السائل ليس سامًا ، ولكنه يقدم بعضًا منه المخاطر. أولاً ، عندما يتحول السائل إلى غاز ، يزداد تركيز النيتروجين في المنطقة المباشرة. ينخفض ​​تركيز الغازات الأخرى ، خاصة بالقرب من الأرضية ، لأن الغازات الباردة أثقل من الغازات الأكثر دفئًا وتغرق. مثال على حيث يمكن أن يمثل هذا مشكلة عندما يتم استخدام النيتروجين السائل لخلق تأثير الضباب لحزب التجمع. إذا تم استخدام كمية صغيرة من النيتروجين السائل ، فلن تتأثر درجة حرارة المسبح ويتطاير النيتروجين الزائد مع النسيم. إذا تم استخدام كمية كبيرة من النيتروجين السائل ، فقد يتم تقليل تركيز الأكسجين على سطح البركة إلى النقطة التي يمكن أن تسبب مشاكل في التنفس أو نقص الأكسجة.

خطر آخر للنيتروجين السائل هو أن يتوسع السائل إلى 174.6 ضعف حجمه الأصلي عندما يصبح غازًا. ثم يوسع الغاز 3.7 مرة أخرى عندما يسخن إلى درجة حرارة الغرفة. يبلغ إجمالي الزيادة في الحجم 645.3 مرة ، مما يعني أن تبخير النيتروجين يمارس ضغطًا هائلاً على محيطه. لا يجب تخزين النيتروجين السائل في حاوية محكمة الغلق لأنه قد ينفجر.

وأخيرًا ، نظرًا لأن النيتروجين السائل شديد البرودة ، فإنه يمثل خطرًا مباشرًا على الأنسجة الحية. يتبخر السائل بسرعة كبيرة بحيث ترتد كمية صغيرة من الجلد على وسادة من غاز النيتروجين ، ولكن الحجم الكبير يمكن أن يسبب قضمة الصقيع.

يعني التبخر السريع للنيتروجين أن كل العناصر تتلاشى عندما تقوم بذلك جعل الآيس كريم النيتروجين السائل. يجعل النيتروجين السائل الآيس كريم باردًا بما يكفي ليتحول إلى مادة صلبة ، لكنه لا يبقى في الواقع كمكون.

تأثير بارد آخر للتبخر هو أن النيتروجين السائل (والسوائل المبردة الأخرى) يبدو أنه يرفع. هذا يرجع إلى تأثير ليدنفروست، وهو عندما يغلي سائل بسرعة كبيرة ، فإنه محاط بوسادة من الغاز. يبدو أن النيتروجين السائل المتناثر على الأرض يتزلج على السطح مباشرة. هناك مقاطع فيديو حيث يرمي الناس النيتروجين السائل على الحشد. لا يتضرر أحد لأن تأثير Leidenfrost يمنع أي سائل شديد البرودة من لمسه.