Χρήστης:Dmtrs32/πρόχειρο: Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων
Περιεχόμενο που διαγράφηκε Περιεχόμενο που προστέθηκε
Χωρίς σύνοψη επεξεργασίας |
Χωρίς σύνοψη επεξεργασίας |
||
| Γραμμή 1: | Γραμμή 1: | ||
{{About|the liquid form of the element oxygen|the commercial dietary supplement product|Liquid Oxygen (supplement)}} |
|||
[[File:Liquidnitrogen.jpg|thumb|320px|Υγρό άζωτο]] |
|||
{{chembox |
|||
[[File:Liquid-nitrogen-demo-freeside-atlanta.webm|thumb|320px|Μια επίδειξη του υγρού αζώτου στην Ατλάντα της Γεωργίας κατά τη διάρκεια της διαδικτυακής συνδιάσκεψης το 2013]] |
|||
<!-- Commented out because image was deleted: | ImageFile = LiquidOxygen.jpg --> |
|||
[[Image:Nitrogen ice cream 0020.jpg|thumb|320px|Σπουδαστές προετοιμάζουν οικιακό [[παγωτό]] με υγρό άζωτο.]] |
|||
| ImageFileL1 = |
|||
| ImageSizeL1 = |
|||
| ImageFileR1 = |
|||
| ImageSizeR1 = |
|||
| verifiedrevid = |
|||
| IUPACName = Liquid oxygen |
|||
| OtherNames = LOX, LOx, Lox |
|||
| Section1 = {{Chembox Identifiers |
|||
| Abbreviations = |
|||
| SMILES1 = |
|||
| StdInChI_Ref = |
|||
| StdInChI = |
|||
| StdInChIKey_Ref = |
|||
| StdInChIKey = |
|||
| CASNo = |
|||
| CASNo_Ref = |
|||
| ChemSpiderID_Ref = |
|||
| ChemSpiderID = |
|||
| UNNumber = |
|||
| EINECS = |
|||
| PubChem = |
|||
| SMILES = |
|||
| UNII_Ref = |
|||
| UNII = |
|||
| InChI = |
|||
| RTECS = |
|||
| MeSHName = |
|||
| ChEMBL_Ref = |
|||
| ChEBI_Ref = |
|||
| ChEBI = |
|||
| KEGG_Ref = |
|||
| KEGG = |
|||
| ATCCode_prefix = |
|||
| ATCCode_suffix = |
|||
| ATC_Supplemental =}} |
|||
| Section2 = {{Chembox Properties |
|||
| O = 2 |
|||
| Appearance = Pale blue liquid |
|||
| Density = 1.141 g·cm<sup>−3</sup> |
|||
| MeltingPt = 54.36 K (−361.82 °F; −222.65 °C) |
|||
| BoilingPt = 90.19 K (−297.33 °F, −182.96 °C) |
|||
| Solubility = |
|||
| SolubleOther = |
|||
| Solvent = |
|||
| pKa = |
|||
| pKb = }} |
|||
| Section7 = {{Chembox Hazards |
|||
| MainHazards = |
|||
| NFPA-H = |
|||
| NFPA-F = |
|||
| NFPA-R = |
|||
| NFPA-O = |
|||
| RPhrases = |
|||
| SPhrases = |
|||
| RSPhrases = |
|||
| FlashPt = |
|||
| Autoignition = |
|||
| ExploLimits = |
|||
| PEL = }} |
|||
}} |
|||
Το '''υγρό οξυγόνο''' — συντετμημένα στα αγγλικά '''LOx''', '''LOX''' ή '''Lox''' στις βιομηχανίες [[αεροδιαστημική]]ς, [[υποβρύχιο|υποβρυχίων]] και [[αέριο|αερίων]] — είναι μία από τις μορφές του [[χημικό στοιχείο|στοιχειακού]] [[οξυγόνο|οξυγόνου]]. |
|||
==Φυσικές ιδιότητες== |
|||
Το '''υγρό άζωτο''' είναι [[άζωτο]] σε υγρή κατάσταση σε μια εξαιρετικά χαμηλή θερμοκρασία. Παράγεται βιομηχανικά με [[κλασματική απόσταξη]] του [[υγροποιημένος αέρας|υγρού αέρα]]. Το υγρό άζωτο είναι ένα άχρωμο διαφανές υγρό με πυκνότητα 0,807 g/ml στο [[σημείο βρασμού]] και μια [[διηλεκτρική σταθερά]] 1,43.<ref>{{cite web|title = The Dielectric Properties of Insulating Materials|url = http://www.alcatel-lucent.com/bstj/vol16-1937/articles/bstj16-4-493.pdf| first= E. J. | last = Murphy | first2 = S. O. | last2 = Morgan | accessdate = October 2, 2012}}</ref> Το υγρό άζωτο αναφέρεται συχνά, στα αγγλικά, με τη συντόμευση, '''LN<sub>2</sub>''' ή "LIN" ή "LN" και έχει [[αριθμός UN|αριθμό UN]] 1977. Το υγρό άζωτο είναι ένα διατομικό υγρό που σημαίνει ότι ο διατομικός χαρακτήρας του ομοιοπολικού δεσμού Ν στο αέριο N<sub>2</sub> διατηρείται ακόμα και μετά την [[υγροποίηση]].<ref>{{cite journal|author=D. G. Henshaw, D. G. Hurst, and N. K. Pope |year=1953|title= Structure of Liquid Nitrogen, Oxygen, and Argon by Neutron Diffraction|journal= Physical Review|volume=92|pages= 1229|doi=10.1103/PhysRev.92.1229}}</ref> |
|||
[[File:Liquid Oxygen.gif|thumb|left|Το γαλάζιο χρώμα του υγρού οξυγόνου σε [[φιάλη ντιούαρ]]]] |
|||
Το υγρό οξυγόνο έχει ένα αχνό γαλάζιο χρώμα και είναι έντονα [[παραμαγνητισμός|παραμαγνητικό]]· μπορεί να αιωρηθεί μεταξύ των πόλων ενός ισχυρού πεταλοειδούς μαγνήτη.<ref>{{cite book|author1=John W. Moore|author2=Conrad L. Stanitski|author3=Peter C. Jurs|title=Principles of Chemistry: The Molecular Science|url=http://books.google.com/books?id=ZOm8L9oCwLMC&pg=PA297|accessdate=3 April 2011|date=21 January 2009|publisher=Cengage Learning|isbn=978-0-495-39079-4|pages=297–}}</ref> Το υγρό οξυγόνο έχει πυκνότητα 1,141 g/cm<sup>3</sup> (1,141 kg/L ή 1141 kg/m<sup>3</sup>) και είναι [[cryogenics|cryogenic]] με ζημείο πήξης 54,36 K (−361,82 °F, −222,65 °C) και σημείο βρασμού 90,19 K (−297,33 °F, −182,96 °C) σε πίεση 101,325 kPa (760 mmHg). Το υγρό οξυγόνο έχει[[expansion ratio]] 1:861 σε {{convert|1|atm|lk=on}} και 20 °C (68 °F),<ref>[http://web.archive.org/web/20080607160832/http://www.chemistry.ohio-state.edu/ehs/handbook/gases/cryosafe.htm Cryogenic Safety]. chemistry.ohio-state.edu.</ref><ref>[http://www.lindecanada.com/en/aboutboc/safety/cryogenic_liquids/characteristics.php Characteristics]. Lindecanada.com. Retrieved on 2012-07-22.</ref> και λόγω αυτού χρησιμοποιείταισε μερικά εμπορικά και στρατιωτικά αεροσκάφη ως μεταφερόμενη πηγή αναπνευστικού οξυγόνου. |
|||
Σε [[ατμοσφαιρική πίεση]], το υγρό άζωτο βράζει στους {{Convert|-196|C|K}} και είναι ένα [[κρυογονική|κρυογονικό]] υγρό που μπορεί να προκαλέσει γρήγορη [[ψύξη]] κατά την επαφή με ζωντανούς ιστούς. Όταν [[θερμομόνωση|μονωθεί]] κατάλληλα από τη [[θερμότητα]] του περιβάλλοντος, το υγρό άζωτο μπορεί να αποθηκευτεί και να μεταφερθεί, παραδείγματος χάριν σε [[φιάλη κενού|φιάλες κενού]]. Εδώ, η πολύ χαμηλή θερμοκρασία διατηρείται σταθερή στους 77 K με αργό βρασμό του υγρού, που έχει ως αποτέλεσμα, την έκλυση αερίου αζώτου. Ανάλογα με το μέγεθος και το σχήμα, ο χρόνος διατήρησης των φιαλών κενού (θερμός) ποικίλει από μερικές ώρες μέχρι μερικές εβδομάδες. Η ανάπτυξη πεπιεσμένων υπερμονωμένων δοχείων κενού έχει επιτρέψει την αποθήκευση και μεταφορά του υγρού αζώτου για μεγαλύτερες χρονικές περιόδους με απώλειες μειωμένες σε 2% ανά ημέρα ή και λιγότερο.<ref>http://www.aspenycap.org/files/CryogenicGases.pdf</ref> |
|||
Λόγω της κρυογενικής φύσης του, το υγρό οξυγόνο μπορεί να προκαλέσει στα υλικά που ακουμπά ώστε να γίνουν πολύ brittle. Το υγρό οξυγόνο είναι επίσης πολύ ισχυρός οξειδωτικός παράγοντας: τα οργανικά υλικά θα καούν γρήγορα και ζωηρά σε υγρό οξυγόνο. Παραπέρα, αν εμβαπτιστούν σε υγρό οξυγόνο, κάποια υλικά όπως coal briquettes, [[carbon black]], κλπ., μπορούν να εκτονωθούν απρόβλεπτα από πηγές ανάφλεξης όπως φλόγες, σπινθήρες ή impact from light blows. [[Petrochemicals]], που περιλαμβάνουν [[asphalt]], επιδεικνύουν συχνά αυτήν τη συμπεριφορά. |
|||
Το υγρό άζωτο μπορεί εύκολα μα μετατραπεί σε στερεό τοποθετώντας το σε έναν θάλαμο κενού όπου αντλείται από μια περιστροφική αντλία κενού.<ref>{{cite journal|author=Umrath, W. |year=1974|title= Cooling bath for rapid freezing in electron microscopy|journal= Journal of Microscopy |volume=101|pages= 103–105|doi=10.1111/j.1365-2818.1974.tb03871.x}}</ref> Το υγρό άζωτο στερεοποιείται στους {{convert|63|K|C F|0}}. Παρά τη φήμη του, η αποτελεσματικότητα του υγρού αζώτου ως ψυκτικού είναι περιορισμένη από το γεγονός ότι βράζει αμέσως κατά την επαφή με ένα πιο θερμό αντικείμενο, περιβάλλοντας το αντικείμενο με μονωτικό αέριο άζωτο. Αυτό το φαινόμενο, γνωστό ως [[φαινόμενο Leidenfrost]], εφαρμόζεται σε οποιοδήποτε υγρό κατά την επαφή με ένα αντικείμενο σημαντικά πιο θερμό από το σημείο βρασμού του. Πιο γρήγορη ψύξη μπορεί να επιτευχθεί βυθίζοντας ένα αντικείμενο σε μείγμα υγρού και στερεού αζώτου παρά μόνο σε υγρό άζωτο. |
|||
Το μόριο [[tetraoxygen]] (O<sub>4</sub>) προβλέφτηκε για πρώτη φορά το 1924 από τον Gilbert N. Lewis, που το πρότεινε για να εξηγήσει γιατί το υγρό οξυγόνο αψηφά το[[Curie's law]].<ref>{{cite journal |
|||
Το άζωτο υγροποιήθηκε για πρώτη φορά στο Πανεπιστήμιο Jagiellonian στις 15 Απριλίου 1883 από τους Πολωνούς φυσικούς, Ζίγκμουντ Βρομπλέφσκι και Κάρολ Ολζέφσκι.<ref>{{cite book|url=http://books.google.com/books?id=8SKrWdFLEd4C&pg=PA249|page=249|title=A Short History of the Progress of Scientific Chemistry in Our Own Times|author=Tilden, William Augustus |publisher=BiblioBazaar, LLC|year=2009|isbn=1-103-35842-1}}</ref> |
|||
|last = Lewis |
|||
|first = Gilbert N. |
|||
|authorlink = Gilbert N. Lewis |
|||
|year = 1924 |
|||
|title = The Magnetism of Oxygen and the Molecule O<sub>2</sub> |
|||
|journal = Journal of the American Chemical Society |
|||
|volume = 46 |
|||
|issue = 9 |
|||
|pages = 2027–2032 |
|||
|doi = 10.1021/ja01674a008 |
|||
}}</ref> Modern computer simulations indicate that although there are no stable O<sub>4</sub> molecules in liquid oxygen, O<sub>2</sub> molecules do tend to associate in pairs with antiparallel [[spin (physics)|spin]]s, forming transient O<sub>4</sub> units.<ref>{{cite journal |
|||
|last = Oda |
|||
|first = Tatsuki |
|||
|author2=Alfredo Pasquarello |
|||
|year = 2004 |
|||
|title = Noncollinear magnetism in liquid oxygen: A first-principles molecular dynamics study |
|||
|journal = Physical Review B |
|||
|volume = 70 |
|||
|issue = 134402 |
|||
|pages = 1–19 |
|||
|doi = 10.1103/PhysRevB.70.134402 |
|||
|bibcode = 2004PhRvB..70m4402O }}</ref> |
|||
Το [[υγρό άζωτο]] έχει χαμηλότερο σημείο ζέσης −196 °C (77 K) από του οξυγόνου −183 °C (90 K) και δοχεία που περιέχουν υγρό άζωτο μπορούν να συμπυκνώσουν οξυγόνο από τον αέρα: όταν το περισσότερο άζωτο έχει εξατμιστεί από ένα τέτοιο δοχείο υπάρχει ο κίνδυνος το υγρό οξυγόνο που απέμεινε να μπορέσει να αντιδράσει βίαια με οργανικό υλικό. Αντίθετα, το υγρό άζωτο ή ο [[liquid air]] μπορούν να εμπλουτιστούν σε οξυγόνο επιτρέποντας τα να παραμείνουν σε ανοικτό αέρα· το ατμοσφαιρικό οξυγόνο διαλύεται σε αυτά, ενώ το άζωτο εξατμίζεται κατά προτίμηση. |
|||
==Χρήσεις== |
|||
Το υγρό άζωτο είναι μια συμπαγής και εύκολα μεταφερόμενη πηγή αερίου αζώτου χωρίς συμπίεση. Επιπλέον, η ικανότητά του να διατηρεί θερμοκρασίες πολύ κάτω από το σημείο [[πήξη|πήξης]] του νερού το κάνει ιδιαίτερα χρήσιμο σε μια πλατιά περιοχή εφαρμογών, κυρίως ως έναν ανοικτό κύκλο [[ψυκτικό|ψυκτικού]], που περιλαμβάνει: |
|||
*την [[κρυοθεραπεία]] για την αφαίρεση άσχημου ή δυνητικά [[καρκίνος του δέρματος|κακοήθεις]] αλλοιώσεις δέρματος όπως [[κονδυλώματα]] και [[ακτινική κεράτωση]] |
|||
*την αποθήκευση κυττάρων σε χαμηλή θερμοκρασία για εργαστηριακή εργασία |
|||
*την [[κρυογονική]] |
|||
*μια [[κρυοφόρος|κρυοφόρο]] για να δείξει γρήγορη ψύξη με [[εξάτμιση]] |
|||
*ως εναλλακτική πηγή αζώτου σε υποξικά συστήματα αέρα για αποτροπή φωτιάς |
|||
*ως πηγή πολύ ξηρού αερίου [[άζωτο|αζώτου]] |
|||
*την εμβάπτιση, ψύξη και μεταφορά [[τροφή]]ς |
|||
*την [[κρυοσυντήρηση]] του [[αίμα]]τος, αναπαραγωγικών κυττάρων ([[σπέρμα]]τος και [[ωάριο|ωαρίου]]) και άλλων [[βιολογία|βιολογικών]] δειγμάτων και υλικών |
|||
**τη διατήρηση δειγμάτων ιστών από χειρουργικές αφαιρέσεις για μελλοντικές μελέτες |
|||
*ως μια μέθοδος παγώματος νερού και σωλήνων ελαίων για εργασίες σε περιπτώσεις όπου μια βαλβίδα δεν είναι διαθέσιμη για να φράξει τη ροή υγρού στην περιοχή εργασίας, γνωστή ως "τάπα πάγου" – που τώρα έχει αντικατασταθεί από ηλεκτρικές αντλίες θέρμανσης (για σωλήνες μικρής διαμέτρου) |
|||
*την επεξεργασία στη διάθεση των νεκρών |
|||
*την [[κρυονική|κρυονική συντήρηση]] με την ελπίδα της μελλοντικής ανάστασης. |
|||
*για την ταυτόχρονη συστολή συγκολλημένων τμημάτων μηχανημάτων |
|||
*ως ψυκτικού |
|||
**σε κάμερες [[Charge-coupled device|CCD]] στην [[αστρονομία]] |
|||
**σε υπεραγωγούς υψηλής θερμοκρασίας σε μια θερμοκρασία ικανή για την επίτευξη [[υπεραγωγιμότητα]]ς |
|||
**σε παγίδες [[αντλία κενού|αντλιών κενού]] και τις [[περιστροφικός εξατμιστήρας|ελεγχόμενες διεργασίες εξάτμησης]] στη χημεία. |
|||
**στην αύξηση της ευαισθησίας των κεφαλών αναζήτησης [[υπέρυθρη αυτοκατεύθυνση|υπέρυθρης αυτοκατεύθυνσης]] των βλημάτων όπως στο Strela 3 |
|||
**στην προσωρινή συρρίκνωση μηχανικών τμημάτων κατά τη διάρκεια συναρμολόγησης μηχανημάτων και τη βελτιωμένη προσαρμογή |
|||
**στους [[ηλεκτρονικός υπολογιστής|υπολογιστές]] και ακραίο [[υπερχρονισμός|υπερχρονισμό]]<ref>{{cite book|title = The Book of Overclocking: Tweak Your PC to Unleash Its Power|first = Scott|last = Wainner|author2=Richmond, Robert |pages = 44|isbn = 1-886411-76-X|publisher = No Starch Press|year = 2003}}</ref> |
|||
**την προσομοίωση παρασκηνίου χώρου σε θάλαμο κενού κατά τη διάρκεια θερμικού ελέγχου [[διαστημόπλοιο|διαστημοπλοίου]] <ref>{{cite book|title = Satellite Thermal Control for System Engineers|author = Karam, Robert D. |page = 89|isbn = 1-56347-276-7|publisher = AIAA|year = 1998}}</ref> |
|||
*την προετοιμασία φαγητού, όπως στην παρασκευή υπερμαλακού παγωτού.<ref>[http://www.101cookbooks.com/archives/001366.html Liquid Nitrogen Ice Cream Recipe], March 7, 2006</ref> Δείτε επίσης [[μοριακή γαστρονομία]]. |
|||
*την αδρανοποίηση περιέκτη και την πίεση εισάγοντας μια ελεγχόμενη ποσότητα υγρού αζώτου πριν τη σφράγιση ή κάλυψη.<ref>[http://www.vacuumbarrier.com/Articles/LiquidNitrogenDosing.html Liquid nitrogen – how to dose effectively], June 19, 2012</ref><ref>[http://www.chartdosers.com/products/dosing.html Chart Dosers Dosing Products], June 19, 2012</ref> |
|||
*ως επιφανειακή πρωτοτυπία δίνοντας ένα ομιχλώδες "φαινόμενο χύτρας" με φυσαλίδες σε ποτά. |
|||
*ως μέσο ενεργειακής αποθήκευσης.<ref>{{Cite web |title=Liquid air 'offers energy storage hope' |author=Harrabin, Roger |date=2 October 2012 |publisher=BBC |url=http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-19785689 }}</ref><ref>{{Cite web |title=Frozen Air Batteries Could Store Wind Energy for Peak Demand |author=Markham, Derek |date=October 3, 2012 |work=Treehugger |publisher=Discovery Communications |url=http://www.treehugger.com/wind-technology/liquid-air-battery-could-provide-renewable-energy-storage.html }}</ref> |
|||
*το σημάδεμα βοειδών. |
|||
==Χρήσεις== |
|||
===Μαγειρική χρήση του υγρού αζώτου=== |
|||
Στο εμπόριο, το υγρό οξυγόνο ταξινομείται ως [[industrial gas]] και χρησιμοποιείται πλατιά για βιομηχανικούς και ιατρικούς σκοπούς. Το υγρό οξυγόνο λαμβάνεται από το [[οξυγόνο]] που βρίσκεται φυσιολογικά στον [[αέρας|αέρα]] με [[κλασματική απόσταξη]] σε ένα [[Air separation|cryogenic air separation plant]]. |
|||
Η μαγειρική χρήση του υγρού αζώτου αναφέρεται από το 1890 σε ένα βιβλίο συνταγών με τίτλο ''Φανταστικά παγωτά'' με συγγραφέα την [[Agnes Marshall]],<ref name=BBCMag-2012-10-09>{{cite news|url=http://www.bbc.co.uk/news/magazine-19870668 |work=BBC News |title=Who What Why: How dangerous is liquid nitrogen? |publisher=BBC |date=9 October 2012 |accessdate=9 October 2012}}</ref> αλλά έχει χρησιμοποιηθεί πιο πρόσφατα από εστιατόρια στην παρασκευή παγωμένων επιδόρπιων, όπως στα παγωτά, που μπορούν να δημιουργηθούν πολύ γρήγορα στο τραπέζι λόγω της ταχύτητας ψύξης της τροφής.<ref name=BBCMag-2012-10-09/> Η ταχύτητα κατάψυξης οδηγεί επίσης στον σχηματισμό μικρότερων παγοκρυστάλλων, που δίνει στο επιδόρπιο μια πιο ομαλή υφή.<ref name=BBCMag-2012-10-09/> Η τεχνική αυτή χρησιμοποιείται από τον μάγειρα Heston Blumenthal στο εστιατόριο του για τη δημιουργία παγωμένων πιάτων όπως παγωτών με αυγά και μπέικον.<ref name=BBCMag-2012-10-09/><ref name=Telegraph-2012-10-09>{{cite news|first=Harry |last=Wallop |url=http://www.telegraph.co.uk/health/9594206/The-dark-side-of-liquid-nitrogen-cocktails.html |title=The dark side of liquid nitrogen cocktails |publisher=Telegraph Media Group |newspaper=The Daily Telegraph |date=9 October 2012 |accessdate=12 October 2012}}</ref> Το υγρό άζωτο έχει γίνει επίσης δημοφιλές στην παρασκευή μειγμάτων ποτών επειδή μπορεί να χρησιμοποιηθεί για γρήγορη κατάψυξη διάφορων συστατικών.<ref name=Newsbeat-2012-10-08/> Προστίθεται επίσης στα ποτά για την παραγωγή ομιχλώδους φαινομένου, που συμβαίνει καθώς μικροσκοπικά σταγονίδια του υγρού αζώτου έρχονται σε επαφή με τον περιβάλλοντα αέρα, συμπυκνώνοντας τον ατμό που είναι φυσιολογικά παρών.<ref name=Newsbeat-2012-10-08>{{cite news|last=Gladwell |first=Amy |url=http://www.bbc.co.uk/newsbeat/19866191 |work=Newsbeat |title=Teenager's stomach removed after drinking cocktail |publisher=BBC |date=9 October 2012 |accessdate=9 October 2012}}</ref> |
|||
Το υγρό οξυγόνο είναι ένα συνηθισμένο υγρό [[Cryogenic fuel|cryogenic]] [[oxidizer]] προωθητικό για εφαρμογές [[spacecraft propulsion|spacecraft rocket]], συνήθως σε συνδυασμό με [[υγρό υδρογόνο]], [[kerosene]] ή [[liquid methane|methane]].<ref name=fg20121120> |
|||
==Ασφάλεια== |
|||
{{cite news |last=Todd|first=David |title=Musk goes for methane-burning reusable rockets as step to colonise Mars |url=http://www.flightglobal.com/blogs/hyperbola/2012/11/musk-goes-for-methane-burning.html |accessdate=November 22, 2012 |newspaper=FlightGlobal Hyperbola |date=November 20, 2012 |quote=''"We are going to do methane." Musk announced as he described his future plans for reusable launch vehicles including those designed to take astronauts to Mars within 15 years, "The energy cost of methane is the lowest and it has a slight Isp (Specific Impulse) advantage over Kerosene" said Musk adding, "And it does not have the pain in the ass factor that hydrogen has". ... "SpaceX's initial plan will be to build a lox/methane rocket for a future upper stage codenamed Raptor. ... The new Raptor upper stage engine is likely to be only the first engine in a series of lox/methane engines. ... ".''}}</ref><ref name=nsf20140307> |
|||
[[File:Liquid Nitrogen Tank.JPG|thumb|Πλήρωση [[φιάλη Ντιούαρ|φιάλης Ντιούαρ]] με υγρό άζωτο από μια αποθηκευτική δεξαμενή]] |
|||
{{cite news |last=Belluscio|first=Alejandro G. |title=SpaceX advances drive for Mars rocket via Raptor power |url=http://www.nasaspaceflight.com/2014/03/spacex-advances-drive-mars-rocket-raptor-power/ |accessdate=March 13, 2014 |newspaper=NASAspaceflight.com |date=March 7, 2014 }}</ref> |
|||
Επειδή ο λόγος διαστολής υγρού προς αέριο του αζώτου είναι 1:694 στους {{Convert|20|C|F|0}}, μπορεί να δημιουργηθεί μια τεράστια δύναμη αν το υγρό άζωτο εξατμιστεί γρήγορα. Σε ένα συμβάν το 2006 στο Πανεπιστήμιο του Τέξας A&M, οι συσκευές εκτόνωσης πίεσης μιας δεξαμενής υγρού αζώτου δυσλειτουργούσαν και αργότερα σφραγίστηκαν. Ως αποτέλεσμα της ακόλουθης δημιουργίας υψηλής πίεσης, υπήρξε καταστροφή της δεξαμενής. Η δύναμη της έκρηξης ήταν αρκετή για να σπρώξει τη δεξαμενή μέσα από την οροφή που ήταν από πάνω της, να θρυμματίσει ενισχυμένο σκυρόδερμα από κάτω της και να τινάξει τους τοίχους του εργαστηρίου 0,1 -0,2m από τα θεμέλια τους<ref>{{cite web|title = Investigative Report on Chemistry 301A Cylinder Explosion|author = Mattox, Brent S.|publisher = Texas A&M University|format = reprint|url = http://ucih.ucdavis.edu/docs/chemistry_301a.pdf}}</ref> |
|||
Το υγρό οξυγόνο είναι χρήσιμο σε αυτόν τον ρόλο επειδή δημιουργεί μια υψηλή<!-- Isp is determined by a rather large combination of factors, only one of which is the choice of oxidizer. Not clear (without a source) that we should be saying that LOX "creates a high specific impulse." --> [[specific impulse]].{{cn|date=April 2014}} Χρησιμοποιήθηκε στις πρώτες εφαρμογές πυραύλων όπως ο πύραυλος [[V-2 rocket|V2]] (με το όνομα ''A-Stoff'' και ''Sauerstoff'') και στους [[Redstone (rocket)|Redstone]], [[R-7 Semyorka]], [[Atlas (rocket)|Atlas]] boosters καθώς και στα στάδια ανόδου των [[Saturn (rocket family)|Apollo Saturn rockets]]. Το υγρό οξυγόνο χρησιμοποιήθηκε επίσης σε κάποια πρώιμα [[ICBM]]s, αν και πιο σύγχρονα ICBMs δεν χρησιμοποιούν υγρό οξυγόνο λόγω των κρυογενικών ιδιοτήτων του και της ανάγκης for regular replenishment to replace boiloff make it harder to maintain and launch quickly. Πολλοί σύγχρονοι πύραυλοι χρησιμοποιούν υγρό οξυγόνο, συμπεριλαμβανομένων των κυρίων μηχανών στο τώρα αποσυρμένο [[Space Shuttle]]. |
|||
Το υγρό οξυγόνο είχε επίσης εκτεταμένη χρήση στη δημιουργία [[oxyliquit explosive]]s, αλλά χρησιμοποιείται σπάνια τώρα λόγω του υψηλού ποσοστού ατυχημάτων.{{cn|date=April 2014}} |
|||
Λόγω της πολύ χαμηλής θερμοκρασίας, απρόσεκτος χειρισμός του υγρού αζώτου μπορεί να οδηγήσει σε ψυχρά εγκαύματα. |
|||
Χρησιμοποιείται επίσης στην διεργασία [[activated sludge]] στην επεξεργασία απόβλητων νερού για να κρατά ένα υψηλό επίπεδο μικροοραγισμών.{{cn|date=April 2014}} |
|||
Καθώς το υγρό άζωτο εξατμίζεται θα μειώσει τη συγκέντρωση του [[οξυγόνο|οξυγόνου]] στον [[αέρας|αέρα]] και μπορεί να δράσει ως [[ασφυξιογόνο αέριο]], ιδιαίτερα σε [[περιορισμένος χώρος|περιορισμένους χώρους]]. Το άζωτο είναι άοσμο, άχρωμο και άγευστο και μπορεί να προκαλέσει [[ασφυξία]] χωρία καμία αίσθηση ή προηγούμενη προειδοποίηση.<ref name=BCGACOPCP30>British Compressed Gases Association (2000) BCGA Code of Practice CP30. [http://www.bcga.co.uk/preview/products.php?g1=3ff921&n=2 The Safe Use of Liquid nitrogen Dewars up to 50 litres.] ISSN 0260-4809.</ref> |
|||
Ένας βοηθός εργαστηρίου πέθανε στη Σκωτία το 1999 από ασφυξία που προκλήθηκε από υγρό άζωτο που χύθηκε σε έναν υπόγειο αποθηκευτικό χώρο.<ref>[http://news.bbc.co.uk/2/hi/uk_news/scotland/484813.stm Inquiry after man dies in chemical leak], BBC News, {{#dateformat:October 25, 1999}}.</ref> |
|||
Το 2012, αφαιρέθηκε το στομάχι μιας νεαρής γυναίκας μετά από κατάποση ενός ποτού που περιείχε υγρό άζωτο.<ref>[http://www.bbc.co.uk/news/uk-19878511 Liquid nitrogen cocktail leaves teen in hospital], BBC News, {{#dateformat:October 8, 2012}}.</ref> |
|||
[[File:Portable container for liquid oxygen DSC06216.JPG|thumb|Φορητός περιέκτης για μεταφορά υγρού οξυγόνου]] |
|||
[[Αισθητήρας λ|Αισθητήρες οξυγόνου]] χρησιμοποιούνται κάποιες φορές ως προφύλαξη ασφαλείας κατά την εργασία με υγρό άζωτο για να προειδοποιεί τους εργαζόμενους για κηλίδες αερίου σε έναν κλειστό χώρο.<ref name="usn">{{Cite book|title=Liquid Nitrogen – Code of practice for handling|year=2007 |publisher=Birkbeck, University of London |location=United Kingdom |url=http://www.bbk.ac.uk/so/policies/liqn2 |accessdate=2012-02-08}}</ref> |
|||
==Ιστορικό== |
|||
Δοχεία που περιέχουν υγρό άζωτο μπορούν να [[υγρό οξυγόνο|συμπυκνώσουν οξυγόνο]] από τον αέρα. Το υγρό σε τέτοια δοχεία εμπλουτίζεται σε οξυγόνο (σημείο βρασμού {{Convert|90|K|C F|sigfig=3|disp=x|; }}) καθώς εξατμίζεται το άζωτο και μπορεί να προκαλέσει βίαιη οξείδωση οργανικών υλικών.<ref>{{Cite web|title = Liquid Nitrogen Safety|author = Levey, Christopher G.|publisher = Thayer School of Engineering at Dartmouth|url = http://engineering.dartmouth.edu/microeng/ln2.html}}</ref> |
|||
*Το 1845, ο [[Michael Faraday]] είχε κατορθώσει να υγροποιήσει τα περισσότερα τότε γνωστά αέρια. Έξι αέρια, όμως, αντιστεκόντουσαν σε κάθε προσπάθεια υγροποίησης <ref>[http://www.scienceclarified.com/Co-Di/Cryogenics.html Cryogenics]. Scienceclarified.com. Retrieved on 2012-07-22.</ref> και ήταν γνωστά τότε ως "μόνιμα αέρια". Ήταν τα οξυγόνο, [[υδρογόνο]], [[άζωτο]], [[μονοξείδιο του άνθρακα]], [[μεθάνιο]] και [[nitric oxide]]. |
|||
*Το 1877, ο Louis Paul Cailletet στη Γαλλία και ο Raoul Pictet στην Ελβετία πέτυχαν την παραγωγή των πρώτων σταγόνων υγρού αέρα. |
|||
*Η πρώτη μετρήσιμη ποσότητα υγρού οξυγόνου παρήχθη από τους πολωνούς καθηγητές [[Zygmunt Wróblewski]] και [[Karol Olszewski]] ([[Jagiellonian University]] στην Κρακοβία) στις 5 Απριλίου 1883. |
|||
==Δείτε επίσης== |
|||
==Παραγωγή== |
|||
{{colbegin|3}} |
|||
{{κύριο|Διαχωρισμός αέρα}} |
|||
* [[Oxygen storage]] |
|||
Το υγρό άζωτο παράγεται εμπορικά από την [[κρυογονική]] [[απόσταξη]] του [[υγροποιημένος αέρας|υγροποιημένου αέρα]] ή από την υγροποίηση του καθαρού αζώτου που παράγεται από αέρα χρησιμοποιώντας προσρόφηση με εναλλαγή πίεσης. Ένας [[αεροσυμπιστής]] χρησιμοποιείται για να συμπιέσει τον φιλτραρισμένο αέρα σε υψηλή πίεση· το αέριο με υψηλή πίεση ψύχεται σε θερμοκρασία περιβάλλοντος και του επιτρέπεται η διαστολή σε χαμηλή πίεση. Το διαστελόμενο αέριο ψύχεται πολύ (το [[φαινόμενο Τζάουλ-Τόμσον]]) και τα οξυγόνο, άζωτο και αργό διαχωρίζονται σε παραπέρα στάδια διαστολής και απόσταξης. [http://homemadeliquidnitrogen.com] Μικρής κλίμακας παραγωγή υγρού αζώτου επιτυγχάνεται εύκολα χρησιμοποιώντας αυτήν την αρχή. Υγρό άζωτο μπορεί να παραχθεί για άμεση πώληση ή ως παραπροϊόν κατασκευής υγρού οξυγόνου που χρησιμοποιείται για βιομηχανικές διεργασίες όπως παρασκευή χάλυβα. Τα εργοστάσια υγρού αέρα που παράγουν κατά παραγγελία τόνους προϊόντος ανά ημέρα ξεκίνησαν το να κατασκευάζονται την δεκαετία του 1930, αλλά έγιναν πολύ συνηθισμένα μετά τον δεύτερο παγκόσμιο πόλεμο· ένα μεγάλο σύγχρονο εργοστάσιο μπορεί να παράξει 3000 τόνους/ημέρα από προϊόντα υγρού αέρα.<ref>Almqvist, Ebbe (2003) ''History of Industrial Gases'', Springer, ISBN 0306472775 p. 163</ref> |
|||
* [[Industrial gas]] |
|||
* [[Cryogenics]] |
|||
* [[Karol Olszewski]] and [[Zygmunt Florenty Wróblewski]] |
|||
* [[Liquid hydrogen]] |
|||
* [[Liquid helium]] |
|||
* [[Liquid nitrogen]] |
|||
* [[List of Stoffs]] |
|||
* [[Natterer compressor]] |
|||
* [[Rocket fuel]] |
|||
* [[Solid oxygen]] |
|||
* [[Tetraoxygen]] |
|||
{{colend}} |
|||
==Παραπομπές== |
==Παραπομπές== |
||
{{commons category}} |
|||
{{reflist|2}} |
{{reflist|2}} |
||
{{DEFAULTSORT:Liquid Oxygen}} |
|||
[[Κατηγορία:Άζωτο]] |
|||
[[Category:Rocket oxidizers]] |
|||
[[Κατηγορία:Ψυκτικά]] |
|||
[[Category:Cryogenics]] |
|||
[[Κατηγορία:Ιατρικά εργαλεία]] |
|||
[[Category:Oxygen]] |
|||
[[Κατηγορία:Χημεία]] |
|||
[[Category:Industrial gases]] |
|||
Έκδοση από την 14:55, 14 Οκτωβρίου 2014
Αυτή η σελίδα αφορά the liquid form of the element oxygen. Για the commercial dietary supplement product, δείτε: Liquid Oxygen (supplement).
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες (25°C, 100 kPa). | |
| Infobox references | |
Το υγρό οξυγόνο — συντετμημένα στα αγγλικά LOx, LOX ή Lox στις βιομηχανίες αεροδιαστημικής, υποβρυχίων και αερίων — είναι μία από τις μορφές του στοιχειακού οξυγόνου.
Φυσικές ιδιότητες
Το υγρό οξυγόνο έχει ένα αχνό γαλάζιο χρώμα και είναι έντονα παραμαγνητικό· μπορεί να αιωρηθεί μεταξύ των πόλων ενός ισχυρού πεταλοειδούς μαγνήτη.[1] Το υγρό οξυγόνο έχει πυκνότητα 1,141 g/cm3 (1,141 kg/L ή 1141 kg/m3) και είναι cryogenic με ζημείο πήξης 54,36 K (−361,82 °F, −222,65 °C) και σημείο βρασμού 90,19 K (−297,33 °F, −182,96 °C) σε πίεση 101,325 kPa (760 mmHg). Το υγρό οξυγόνο έχειexpansion ratio 1:861 σε 1 standard atmosphere (100 kPa) και 20 °C (68 °F),[2][3] και λόγω αυτού χρησιμοποιείταισε μερικά εμπορικά και στρατιωτικά αεροσκάφη ως μεταφερόμενη πηγή αναπνευστικού οξυγόνου.
Λόγω της κρυογενικής φύσης του, το υγρό οξυγόνο μπορεί να προκαλέσει στα υλικά που ακουμπά ώστε να γίνουν πολύ brittle. Το υγρό οξυγόνο είναι επίσης πολύ ισχυρός οξειδωτικός παράγοντας: τα οργανικά υλικά θα καούν γρήγορα και ζωηρά σε υγρό οξυγόνο. Παραπέρα, αν εμβαπτιστούν σε υγρό οξυγόνο, κάποια υλικά όπως coal briquettes, carbon black, κλπ., μπορούν να εκτονωθούν απρόβλεπτα από πηγές ανάφλεξης όπως φλόγες, σπινθήρες ή impact from light blows. Petrochemicals, που περιλαμβάνουν asphalt, επιδεικνύουν συχνά αυτήν τη συμπεριφορά.
Το μόριο tetraoxygen (O4) προβλέφτηκε για πρώτη φορά το 1924 από τον Gilbert N. Lewis, που το πρότεινε για να εξηγήσει γιατί το υγρό οξυγόνο αψηφά τοCurie's law.[4] Modern computer simulations indicate that although there are no stable O4 molecules in liquid oxygen, O2 molecules do tend to associate in pairs with antiparallel spins, forming transient O4 units.[5]
Το υγρό άζωτο έχει χαμηλότερο σημείο ζέσης −196 °C (77 K) από του οξυγόνου −183 °C (90 K) και δοχεία που περιέχουν υγρό άζωτο μπορούν να συμπυκνώσουν οξυγόνο από τον αέρα: όταν το περισσότερο άζωτο έχει εξατμιστεί από ένα τέτοιο δοχείο υπάρχει ο κίνδυνος το υγρό οξυγόνο που απέμεινε να μπορέσει να αντιδράσει βίαια με οργανικό υλικό. Αντίθετα, το υγρό άζωτο ή ο liquid air μπορούν να εμπλουτιστούν σε οξυγόνο επιτρέποντας τα να παραμείνουν σε ανοικτό αέρα· το ατμοσφαιρικό οξυγόνο διαλύεται σε αυτά, ενώ το άζωτο εξατμίζεται κατά προτίμηση.
Χρήσεις
Στο εμπόριο, το υγρό οξυγόνο ταξινομείται ως industrial gas και χρησιμοποιείται πλατιά για βιομηχανικούς και ιατρικούς σκοπούς. Το υγρό οξυγόνο λαμβάνεται από το οξυγόνο που βρίσκεται φυσιολογικά στον αέρα με κλασματική απόσταξη σε ένα cryogenic air separation plant.
Το υγρό οξυγόνο είναι ένα συνηθισμένο υγρό cryogenic oxidizer προωθητικό για εφαρμογές spacecraft rocket, συνήθως σε συνδυασμό με υγρό υδρογόνο, kerosene ή methane.[6][7] Το υγρό οξυγόνο είναι χρήσιμο σε αυτόν τον ρόλο επειδή δημιουργεί μια υψηλή specific impulse.[εκκρεμεί παραπομπή] Χρησιμοποιήθηκε στις πρώτες εφαρμογές πυραύλων όπως ο πύραυλος V2 (με το όνομα A-Stoff και Sauerstoff) και στους Redstone, R-7 Semyorka, Atlas boosters καθώς και στα στάδια ανόδου των Apollo Saturn rockets. Το υγρό οξυγόνο χρησιμοποιήθηκε επίσης σε κάποια πρώιμα ICBMs, αν και πιο σύγχρονα ICBMs δεν χρησιμοποιούν υγρό οξυγόνο λόγω των κρυογενικών ιδιοτήτων του και της ανάγκης for regular replenishment to replace boiloff make it harder to maintain and launch quickly. Πολλοί σύγχρονοι πύραυλοι χρησιμοποιούν υγρό οξυγόνο, συμπεριλαμβανομένων των κυρίων μηχανών στο τώρα αποσυρμένο Space Shuttle.
Το υγρό οξυγόνο είχε επίσης εκτεταμένη χρήση στη δημιουργία oxyliquit explosives, αλλά χρησιμοποιείται σπάνια τώρα λόγω του υψηλού ποσοστού ατυχημάτων.[εκκρεμεί παραπομπή]
Χρησιμοποιείται επίσης στην διεργασία activated sludge στην επεξεργασία απόβλητων νερού για να κρατά ένα υψηλό επίπεδο μικροοραγισμών.[εκκρεμεί παραπομπή]
Ιστορικό
- Το 1845, ο Michael Faraday είχε κατορθώσει να υγροποιήσει τα περισσότερα τότε γνωστά αέρια. Έξι αέρια, όμως, αντιστεκόντουσαν σε κάθε προσπάθεια υγροποίησης [8] και ήταν γνωστά τότε ως "μόνιμα αέρια". Ήταν τα οξυγόνο, υδρογόνο, άζωτο, μονοξείδιο του άνθρακα, μεθάνιο και nitric oxide.
- Το 1877, ο Louis Paul Cailletet στη Γαλλία και ο Raoul Pictet στην Ελβετία πέτυχαν την παραγωγή των πρώτων σταγόνων υγρού αέρα.
- Η πρώτη μετρήσιμη ποσότητα υγρού οξυγόνου παρήχθη από τους πολωνούς καθηγητές Zygmunt Wróblewski και Karol Olszewski (Jagiellonian University στην Κρακοβία) στις 5 Απριλίου 1883.
Δείτε επίσης
Παραπομπές
- ↑ John W. Moore· Conrad L. Stanitski· Peter C. Jurs (21 Ιανουαρίου 2009). Principles of Chemistry: The Molecular Science. Cengage Learning. σελίδες 297–. ISBN 978-0-495-39079-4. Ανακτήθηκε στις 3 Απριλίου 2011.
- ↑ Cryogenic Safety. chemistry.ohio-state.edu.
- ↑ Characteristics. Lindecanada.com. Retrieved on 2012-07-22.
- ↑ Lewis, Gilbert N. (1924). «The Magnetism of Oxygen and the Molecule O2». Journal of the American Chemical Society 46 (9): 2027–2032. doi:.
- ↑ Oda, Tatsuki; Alfredo Pasquarello (2004). «Noncollinear magnetism in liquid oxygen: A first-principles molecular dynamics study». Physical Review B 70 (134402): 1–19. doi:. Bibcode: 2004PhRvB..70m4402O.
- ↑ Todd, David (November 20, 2012). «Musk goes for methane-burning reusable rockets as step to colonise Mars». FlightGlobal Hyperbola. http://www.flightglobal.com/blogs/hyperbola/2012/11/musk-goes-for-methane-burning.html. Ανακτήθηκε στις November 22, 2012. «"We are going to do methane." Musk announced as he described his future plans for reusable launch vehicles including those designed to take astronauts to Mars within 15 years, "The energy cost of methane is the lowest and it has a slight Isp (Specific Impulse) advantage over Kerosene" said Musk adding, "And it does not have the pain in the ass factor that hydrogen has". ... "SpaceX's initial plan will be to build a lox/methane rocket for a future upper stage codenamed Raptor. ... The new Raptor upper stage engine is likely to be only the first engine in a series of lox/methane engines. ... ".»
- ↑ Belluscio, Alejandro G. (March 7, 2014). «SpaceX advances drive for Mars rocket via Raptor power». NASAspaceflight.com. http://www.nasaspaceflight.com/2014/03/spacex-advances-drive-mars-rocket-raptor-power/. Ανακτήθηκε στις March 13, 2014.
- ↑ Cryogenics. Scienceclarified.com. Retrieved on 2012-07-22.