液态氮气的惧怕的地方
人掉进氮气中,是不可能再醒来的。活物掉进氮气里面,只有死路一条,身体会被氮气严重损害,所以没有醒来的可能。在墨西哥为了吸引游客的到来,只有通过特色亮点吸引游客,在酒店的游泳池里面,倒入氮气气体,瞬间仙气飘飘,仿佛进入了仙境一样,吸引了大量游客,像目睹仙境的游泳池。游客纷纷跳进泳池中游玩,没想到,不少游客都在泳池中陷入了昏迷,只有送往医院进行抢救。
倒入泳池的氮气,产生了雾气,雾气里的氮气把氧气取代了,人体离开了氧气,就形成了缺氧导致昏迷,氮气虽然被水溶解了,但依旧存在危险。
液氮在常温下是怎么保持液态而不被气化的呢?
在常温下温度极低,可以达到-196℃,这么低的温度在普通室温下25到宝30摄氏度是怎么保持液体状态的呢?医院里存储雄性生殖细胞的液氮罐打开时,看到白茫茫的一片,好多人都有这个疑问,白茫茫的一片是被液氮冷凝的空气中的小水滴,类似于雾。
首先,装液氮的容器被称作杜瓦瓶。杜瓦瓶是苏格兰物理学家和化学家詹姆斯-杜瓦爵士与19世纪发明的,原理就如同家里的暖水瓶,中间抽成一定得真空度,高真空绝热,减少和外面的热交换。
其次,导热热流密度的计算公式为q=温差/热阻,温差很大,液氮与环境温度温差达200多K,在高真空条件下,分子很少,热运动不剧烈,热阻已经足够的大,导热量会非常小。
然后,再液氮罐开口后,周围的液氮分子都想要吸热量变成气态分子,自由地重新出发,当打开盖后周边的空气就会被迅速冷却到零下50度以下了,所以就看到白茫茫的一片,空气不是热的良导体,当周边的空气被冷却后,无法提供更多的热量来使得所有的液氮分子都变成气态,所以我们就可以在常温下也可以看到液氮了。
零下196摄氏度的液氮有什么作用呢?
我们知道空气中含有大量的氮气,大约占了空气的78%,有人做过计算,空气中大约有4000万亿吨氮气。氮气充斥在空气中,它无色无味是一种惰性气体。
由于它不容易与物质产生反应。因此氮气在生活中的使用范围较为广泛,它可以和金属结合成硬氮化物,还可以用来制造氨、硝镪水等。如果把气体状的氮气压缩变成液氮,它就可以用来作为冷却剂。
液态氮气的沸点为零下196.5 6摄氏度,它可以用来直接冷冻,又不会破坏生物的活性,在医学上,它还可以用来灭红火蚁,保存有生命的动植物体组织、雄性生殖细胞、雌性生殖细胞等。
液态氮气在真空热处理中的应用
真空热处理是国内外正在采用的热处理方法,在真空热处理中,往往离不开使用氮气。例如,当钢铁件在真空炉中加热时,若真空程度过高,则为防止工件材料中的合金元素挥发,需对炉中回充适量的氮气,以提离炉内微量气体的压力。又如,在真空加热油淬的真空淬火过程中,有时为了保证或提高淬火油的冷却能力,需在工件冷却之前,向真空炉中回充足够的氮气。在高压气淬时,需要快速向真空炉中充入高于一个大气压的氮气。在钢件真空回火时,在抽真空后需回充氮气以实现炉内保护气体循环均匀加热,以及实现回火后的快速冷却。
真空热处理所需的氮气,有各种不同的来源。由于液氮的密度远比氮气大,体积远比氮气小,便于运输和贮藏,而且在大量供应时价格也较便宜。所以,液氮是真空热处理所用氮气的重要来源之一。