液体窒素はとても冷たいです！室温と圧力で、液体窒素は沸騰して窒素ガスになります。水蒸気の雲に囲まれていることを除けば、沸騰した水のようにさえ見えます。ここでは、液体窒素の温度、液体窒素の事実と使用法、および安全性情報について説明します。
液体窒素の温度はどれくらいですか?
液体窒素の温度は -195.79 °C (77 K; -320 °F) です。これが窒素の沸点です。ただし、窒素は 63 K ～ 77.2 K (-346°F ～ -320.44°F) で液体として存在できます。この温度より下では窒素は固体を形成し、沸点より上では窒素は気体として存在します。
液体窒素の事実
ここにいくつかの興味深い液体窒素の事実があります:
- 液体窒素は二原子窒素、N2 .このため、LN2 と呼ばれることがよくあります。 .
- 液体窒素は無色、無臭、無味、無毒です。
- 液体窒素は沸騰したお湯によく似ています。
- 液体窒素は粘度が低い。言い換えれば、それは容易に流れます。
- ポーランドの物理学者 Zygmunt Wróblewski と Karol Olszewski は、1883 年 4 月 15 日に初めて窒素を液化しました。
- 液体窒素は、液体空気の分別蒸留によって生成されます。
液体窒素の使用
液体窒素には多くの用途があります:
- ライデンフロスト効果の実証、液体窒素アイスクリームの作成、霧の作成、花の瞬間凍結などの科学プロジェクト
- 保存と輸送のための食品の冷凍
- サンプルを酸素暴露から保護する
- 乾燥窒素ガスの供給源として
- 家畜のブランディング
- 分子ガストロノミー
- 材料を冷却して破砕や機械加工を容易にする
- 生体サンプルの保存
- 超伝導体、真空ポンプ、その他の機器の冷却
- いぼの除去などの凍結療法
- 配管用パイプ内の急速凍結水
- 鎮火
- 収縮溶接
液体窒素のリスク
窒素に毒性はありませんが、液体窒素は健康上および安全上のリスクをもたらします。凍傷の原因となり、窒息の危険があり、容器が破裂する可能性があります。
- 液体窒素は低温流体です。そのため、生きた組織を即座に凍結できます。しかし、このリスクはライデンフロスト効果によって幾分減少します。液体窒素は沸騰している液体なので、液滴は絶縁蒸気に囲まれています。深刻で致命的な可能性がある凍傷は、通常、液体窒素の摂取または極度のこぼれによって引き起こされます。液体窒素アイスクリームは、窒素が蒸発して成分ではないため安全です。一方、液体窒素カクテルにはリスクがあります。
- 液体が沸騰して気体になると、空気中の窒素濃度が高くなります。冷たいガスは空気より重く、部屋の底に沈みます。気体は温まると空気より軽くなり上昇します。最終的に、窒素が空気中に混入し、酸素の割合が減少します。したがって、窒息のリスクは、部屋の場所と密閉されているかどうかによって異なります。窒素は無臭、無色、無味であるため、窒息はほとんど、またはまったく警告なしに発生する可能性があります。
- 同様に、窒素が沸騰して気体になると、大気圧が大幅に上昇します。室温では、窒素の液体と気体の膨張比は 1:694 です。これは広いスペースでは大したことではありませんが、コンテナを簡単に破裂させます.これが、デュワーと呼ばれる容器を使用して、液体窒素やその他の極低温ガスを保管および輸送する理由です。デュワーは圧力解放を可能にします。 決して 密閉容器に液体窒素を保管する
- とても寒いので、液体窒素は空気中の酸素を液化できます。酸素は液体窒素容器の周りに蓄積し、材料の酸化につながります。有機物は激しく酸化する可能性があります。
安全
密閉容器に液体窒素を入れないでください。適切な衣服と保護具を着用してください。長ズボンと長袖の白衣またはシャツ、絶縁手袋、目の保護具、およびつま先が覆われた靴を着用してください。換気の良い場所で液体窒素のみを使用し、低酸素症の兆候に注意してください。窒息は、急速な呼吸、疲労、吐き気、誤った判断、および嘔吐を引き起こします。これらの症状は、意識不明や死に至る可能性があります。液体窒素は一般的で有用な極低温ガスですが、その保管と使用には注意が必要です。
参考文献
- Almqvist、Ebbe (2003)。 産業ガスの歴史 .スプリンガー。 ISBN 0306472775.
- 健康と安全サービス、バークベック。液体窒素 – 取り扱いに関する実施基準。ロンドン大学
- Henshaw, D.G.;ハースト、DG。ポープ、NK (1953)。 「中性子回折による液体窒素、酸素、アルゴンの構造」。 フィジカル レビュー . 92 (5):1229–1234。 doi:10.1103/PhysRev.92.1229
- Wallop, Harry (2012 年 10 月 9 日)。 「液体窒素カクテルの暗黒面」. デイリー テレグラフ .テレグラフメディアグループ.
