Ещё немного криогеники

Для экспериментов со сверхпроводниками и для создания азотной ловушки к вакуумному насосу потребовалось ещё немного жидкого азота, про который я уже писал ранее. Чтобы сэкономить на доставке, взял сразу два полных дьюара по 16 литров каждый. Процесс заправки — нечто замечательное само по себе. Подъезжает ничем не примечательная раздолбанная машина, даже не «Газель», а по типу маршрутки («Соболь»), только без окон. А внутри такая бочка с жидким азотом, куба на два с половиной объёма. Водитель без особых церемоний берёт сильфонный шланг и наливает жидкий азот заказчику в дьюар, не стесняясь прохожих и укутывая все окрестности метров на 5-7 вокруг густым белым туманом.

YouTube Трейлер


Сверхпроводников пока не получилось (техпроцесс получения комплексного оксида бария, меди и иттрия — ВСТП YBaCuO — оказался чуть сложнее, чем казалось, и распиздяйски, с наскоку, его покорить не вышло). Зато азоту нашлась масса весёлых и интересных применений, ранее неизвестных, но обнаруженных ввиду появления за последнее время новых элементов в технологической базе лаборатории.

Жидкий азот можно пить. Не охлаждённое азотом пиво или соки — это для девочек 🙂 Самый настоящий жидкий азот, со всеми его минус ста девяноста шестью градусами Цельсия. Глотать, правда, не рекомендуется (я пробовал — желудок мгновенно распирает изнутри, и чувство «щас взорвусь» может изрядно портить настроение ещё довольно долгое время, а генерирующаяся от этого дела азотная отрыжка воспринимается как избавление). Ощущения же от катания капли азота на языке и в горле — изумительные, особенно у впервые наблюдающих это зрителей.
Для тех, кто в танке — на видео не я.
YouTube Трейлер


Как я опять же писал ранее, жидкий азот может сжижать кислород, ввиду температуры кипения последнего в −182,96 °C, что выше температуры кипения азота примерно на 10 градусов. При помощи приобретённого прежде 40-литрового баллона кислорода и специальной лабораторной посудины для сжижения газов, представляющей собой спиральку с ёмкостью на дне и погружаемой в мелкий дьюар с азотом, сжижение небольших количеств кислорода стало лёгкой задачей. Жидкий кислород намного интереснее азота: он отчётливо голубого цвета, обладает парамагнитными свойствами, и может образовывать оксиликвиты — взрывчатые вещества высокой энергоёмкости — просто при помощи пропитки им органической основы, например, опилки, вату и т. п. Парамагнитные свойства замечательно проявляются при погружении вначале в азот, а затем в кислород небольшого неодимового магнита: в азоте он практически не взаимодействует с последним, а в кислороде мгновенно замерзает за счёт притяжения кислорода к полюсам, после чего кислород довольно долго остаётся в виде капель на полюсах, наподобие феррофлюида.

YouTube Трейлер


Попытка сделать оксиликвит оказалась умеренно удачной: вата и салфетка, пропитанные жидким кислородом, очень активно и красиво сгорели, но ни намёка на детонацию не поступило. Впрочем, и без неё зрелище было довольно красочное.
YouTube Трейлер


Жидкий азот при испарении увеличивает свой объём примерно в 700 раз. То есть, литр жидкого азота при испарении даст 700 литров газа… или, если не давать ему расширяться, то 700 атмосфер давления. Соответственно, если налить его в бутылку или кислородного типа баллон, и крепко их закрыть, то азот, расширяясь, сделает с ними что? правильно, разорвёт 🙂 и если в случае с бутылкой ей максимум сорвёт пробку, то последствия с баллоном могут быть куда более интересными. Как только сниму ролик на эту тему, поделюсь. Пока что боязно пробовать и жалко баллоны.


Очень интересные эффекты получаются при замораживании в азоте ампул с инертными газами, которые красиво светятся в поле качера или катушки Тесла. На самом деле, самые интересные эффекты оказались только с одной ампулой, с ксеноном. Ксенон затвердевает в жидком азоте, образуя корочку ксенонового льда на внутренней поверхности стекла, и в разряде становятся видны остатки воздуха. При нагреве ксенон начинает испаряться, и в какой-то момент его плазма приобретает поразительный ярко-зелёный цвет, непохожий ни на что, ранее получавшееся в экспериментах с плазмой в газах. Огорчительно, что, как выяснилось, этот цвет придают какие-то органические примеси (по всей видимости, углерод), в микроколичествах попавшие в конкретно эту ампулу (аналогичный эксперимент с более чистой ампулой практически не дал зелёного оттенка).
YouTube Трейлер


Светодиоды при криотемпературах начинают вести себя странно. Некоторые меняют цвет, некоторые тускнеют, некоторые гаснут вовсе. С диодами выпрямительным тоже происходят чудеса: падение на них вырастает чуть ли не до десяти вольт (против обычных 0.7В — для 1n4007).


Если захолодить жидким азотом элемент Пельтье, то последний начнёт вырабатывать ток, достаточный для запитывания 0.5-1-ваттного светодиода, что иллюстрирует фотоснимок.


При наличии правильного сосуда Дьюара, допускающего подключение вакуумного насоса, можно получить твёрдый азот. Для этого достаточно понизить давление над азотом, и он замёрзнет. Твёрдый азот — восхитительное зрелище. Жаль, при спуске вакуума он мгновенно снова сжижается.
YouTube Трейлер


При помощи жидкого азота можно заморозить в дне кварцевого капилляра немного образцов газов, имеющих критическую точку при температуре ниже комнатной и при этом не разрывающих давлением этот самый капилляр при той же комнатной температуре, после чего откачать оттуда воздух и запаять капилляр. Конкретно два красивых примера: хлор и ксенон. Хлор при комнатной температуре — жёлто-зелёная жидкость, с давлением насыщенных паров около 7 атмосфер. В кварцевом капилляре он забавно ползёт вверх, убегая от тепла держащих пальцев.
Ксенон имеет критическую температуру при +16*С, с давлением порядка 15 атмосфер. Это на пределе прочности капилляра (ампулы с ксеноном, будучи разбиты, разлетаются на мелкие кусочки со знатным бабахом), но всё же запаять его оказывается возможно. При этом при комнатной температуре весь ксенон газообразен, но если слегка охладить ампулу, он сжижается, делая видимой чёткую границу жидкость-газ. При нагреве, просто от тепла пальцев, можно наблюдать вживую переход критической точки: ксенон начинает интенсивно кипеть и вскоре весь оказывается в газообразной форме. Это особенно чётко заметно, если предварительно растворить в ксеноне немного йода: йод окрашивает ксенон в фиолетовый цвет, как в жидкой форме, так и в газообразной, и наблюдение за процессами перехода критической точки оказывается намного проще. Сам процесс присутствует на видео чуть ниже. На фото разные стадии ксенона по разные стороны критической точки.

YouTube Трейлер


При поддержке ранее уже упоминавшегося мною администратора http://periodictable.ru/ мы провели процесс сжижения ФТОРА. Благо, у меня случайно завалялся баллон с ним. К сожалению, оказалось, что фтор с примесью азота (примерно 50%), и потому его замечательные реакционные свойства пронаблюдать практически не удалось. Но, по крайней мере, фотографии жидкого фтора, пусть и не чистого, а в жидком азоте, имеются в наличии. А также его незабываемый запах в моей памяти. Нечто среднее между хлором и озоном, сильное, резкое и пугающее. Потрясающий, короче, запах. Всем советую.

 

Поделиться в соц. сетях

Опубликовать в Google Buzz
Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники
Метки: , , , , , ,

7 ответов на Ещё немного криогеники

  1. Neon says:

    Офигеть!
    А зачем вообще жидкий фтор?

  2. SimpsonH says:

    Фтор, кажется, может реагировать с ксеноном. Надо что-то предпринять!

  3. Юра says:

    А точно надо откачивать воздух, мож таки нагнетать его, чтобы получить твердый азот, или он ведет себя не так как спирт, коий под вакуумом зкипает.?

    • battlekruiser says:

      Он под вакуумом закипает, кипение отнимает энергию, снижая температуру до температуры плавления. Спирт тоже замерзнет, по идее, если достаточно долго кипятить.

  4. очень красивые и интересные эксперименты!
    интересно, откуда идеи и почва? все поголовно с серьезным физическим и химическим образованием?

  5. Вова says:

    Здраствуйте уважаемые химико-физики.
    Интересует вопрос. Есть балон (300 атмосфер) для сжатого воздуха (для дайвигна например)
    1) можно ли проганяя воздух через медную трубку-змеевик которая охлаждается жидким азотом в ёмкости дьюара = воздух сделать жидким ??
    2) насколько розшырится литр жидкого воздуха по аналогии с азотом ??
    3) насколько меньше будет испаряться жидкий азот из ёмкости дьюера если с помощь вакумного нососа сделать азот твёрдым и зареметизировать его ???
    если спролс какую нибуть блаж прошу сильно не бить так как я музыкант а не химико-фихик.
    Ребята вы молодцы фото-видео отчёт о проделаном интересен прошу продолжайте !!!!!!!!!!!

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.