Kémia és kémia № 2 2018

Ha hibát talál az oldalon, jelölje ki, majd nyomja meg a Ctrl + Enter billentyűt

Műanyag palack robbanás folyékony nitrogénnel

A folyékony nitrogént tartalmazó palack robbanása az egyik leglátványosabb kísérlet (bár nem tartozik a biztonságosak számához). Ennek lényege egyszerű: egy közönséges üveg PET (polietilén-tereftalát) öntjük folyékony nitrogént - amennyire csak lehetséges, majd gyorsan csavarja a kupakot, és gyorsan távolodik a biztonságos távolságot, előnyösen - nem kevesebb, mint 10 méter. A folyadék nitrogén forrása a külső hő beáramlása miatt az üveg belsejében lévő nyomás nő - egy idő után elég erős robbanás következik be.

Mivel viszonylag hosszú időre (például 5 percig) várni kell egy robbanásra, gyakran vezetnek egy másik - a kísérlet még látványosabb változata. Egy swirled üveg folyékony nitrogént helyezünk egy műanyag vödörbe (tartály vagy más nagy tartály) vízzel. Hamarosan egy robbanás látható látványos szökőkúttal. Ebben az esetben a műanyag tartályt gyakran elpusztítják. Ebben az esetben a robbanás előtti késleltetés minimális (tíz másodperc), így nagyon gyorsan kell futnia.

Sajnos, a kísérlet során a fényképezőgép kikapcsolt, és nem volt lehető lőni a robbanást, úgyhogy úgy döntöttem, hogy megismételem a kísérletet. Minden kicsi kaotikusan kiderült: a második félidőben egy liter folyékony nitrogén összegyűjtése volt lehetséges. Kellemes meglepetés volt, de még mindig meglepetés - a kísérletekre teljesen felkészületlenül voltam: nincs elegendő anyag és edény. De a lényeg az volt, hogy nem voltak érdemes ötletek. Higany kalapács, hűtött tárgyak törékenysége, folyadék levegő megszerzése. Ismételje meg, amit a kollégák tettek, vagy nem akartam.

Aztán úgy döntöttem, hogy egy üveg folyékony nitrogén robbanását hajtom végre. Az utcán 5 fokos volt a nulla alatt, így nem akartam elhagyni az üveget a hóban. Természetesen a folyékony nitrogén is forrni kezd a hidegben, de nem ismert, mennyi ideig tart a robbanás előtt: minél alacsonyabb a környezeti hőmérséklet, annál lassabb a folyadék folyadékáramlása. Eközben a hidegben lévő kamera csak leáll.

Találtam egy távoli helyet, tedd meg mindent, amire szükségem volt, és elkezdtem felkészülni: állítottam egy állványt, levágtam a hatliteres palack tetejét (egyfajta vödörbe fordítva). Ezután egy üvegtölcsér segítségével 3/4 folyékony nitrogénbe (a tölcsér és a nyak között néhány gyufát vettem), hogy az evakuált nitrogén elhagyhassa az üveget. A jobb keze érezhetően remegett - attól a ténytől, hogy 10 kg-ot kellett sietni, de semmit nem kell tenni.

A nitrogén öntése után gyorsan megfordította a palack fedelét, és egy üveg vízbe helyezte. Csattanás volt - nyilvánvalóan a palack külső falain nitrogénnel jég került. Körülbelül harminc másodperccel később meglehetősen hangos robbanás történt. A köd és a hó felhője felgyorsult (még a kis ládák is felemelkedtek a levegőben).

A kamra 4 méter, a kísérletező - a 5. Persze, jobb, hogy menjen el, ha fölé a veszély - ne aggódj, ha alábecsülik - is súlyosan érinti.

Folyékony nitrogén és forró víz (folyadék nitrogénnel való ködképződés)

Ha folyékony nitrogént forró vízbe öntünk, vastag, fehér köd keletkezik. Ennek oka a vízgőz éles kondenzációja a gyors hűtés során. A forró víz helyett szobahőmérsékleten vizet vehet, de a tapasztalat még rosszabbá válik.

Ezt a kísérletet kétszer ismertették a folyóiratban [1]. Mindkét esetben folyékony nitrogént öntöttünk a forró vízbe. Volt egy zavart gondolat - és mi fog történni, ha ezzel ellentétes: a forró víz folyékony nitrogénbe öntse?

Amikor megosztottam a gondolataimat kollégámmal, kifejezi a félelmet, hogy a forró vizet megszórjuk. A mérsékelt mennyiségű forrásban lévő bőrrel érintkező égések egyáltalán nem végzetesek, de fájdalmasak, ezért jobb óvintézkedéseket tenni.

Ennek a kísérletnek a elvégzéséhez konkrétan mintegy 200 ml folyékony nitrogént mentettem meg, amelyet a palack robbanására terveztek. (Nem minden nitrogén került a palackba, néhány maradt a termosz és hozta vissza az erdőből - lásd a cikk előző részét).

A nitrogént egy eldobható pohárba öntöttük, amelyet két polipropilén csészébe helyeztünk (hőszigeteléshez). A vízforralóban a vizet forrásig melegítettük, és azonnal forralt vizet öntöttünk folyékony nitrogénüvegbe. Rengeteg fehér köd van, ami a szökőkúttal megütötte az üvegt. A kísérlet végén az üvegben víz volt, amelynek felszínén folyékony nitrogén cseppek lebegtek.

Általában a kísérlet jobb volt, mint ha a folyékony nitrogént forró vízbe öntik (semmiképpen sem rosszabb). Ha forró víz forrása megtörtént, nem vettem észre. Annak érdekében, hogy ne kockáztasson, olyan masszív kesztyűt hozott fel, amely megvédi a forró vizet.

Folyékony nitrogén és forró víz (folyadék nitrogénnel való ködképződés)

A köd terjed a padlón

A folyékony nitrogén és a forró víz "kölcsönhatásán" végzett kísérlet után egy kevés folyékony nitrogén maradt a thermos palackban. A kísérletek ugyanazon a napon történő folytatásához nem volt elég erő és idő. De a következő napig a nitrogén elpárolog. Talán a legracionálisabb dolog, amit meg lehet tenni vele - öntsön. Azonban, öntsük ki nem csak így, de a haszon.

Ha a folyékony nitrogént a laboratórium talajához vagy padlójához öntik, köd keletkezik: sokkal kisebb, mint a forró víz esetében, de még kialakult. A folyóirat korábbi kiadványaiban már leírták ezeket a kísérleteket [1]. ezért úgy döntöttem, kicsit megváltoztattam a tapasztalatot: először fél liter forró vizet öntöttem a vízforralóról a padlóra, és csak akkor adtam folyékony nitrogént a termoszból. A padlót vastag, fehér köd borította.

Végezetül, néhány szó a forgatásról. Az előző kísérlet során, amikor nitrogént öntöttünk a padlóra, voltak forgatási problémák, mivel a kamera fókuszt az "Auto" paraméterre (automatikus távolságmérés) állítottam fel. Ennek eredményeképpen a kísérlet során a fókuszálás többször eltűnt, a "lebegett" élesség, ami rontotta a görgőt. Tudtam ezt a veszélyt. Ha megy, hogy lőni egy kísérletet megszerzéséhez a köd, a távolság a mérendő és kézzel állítsa a fényképezőgép beállításait, mielőtt a vizsgálat (mód „Manual Focus” vagy „MF”). De nem tudom, hogy milyen távolságban tegye nitrogén öntjük körülbelül fél méter távol a kamera, a fal (vagy inkább - a biztonságos és hűtőszekrény) két méter.