Kaip gaminamas skystas azotas

Azotas – cheminis elementas, gaunamas iš atmosferos. Jis gali egzistuoti tiek dujomis, tiek skystu būdu, o jo virimo temperatūra yra neįprastai žema – –196 °C (‑321 °F). Natūralioje aplinkoje azotas paprastai būna dujinė, neskausminga ir neturi ryškaus kvapo. Skystas azotas tampa pavojingas, nes greitai išgaruoja ir didina tūrio lygį, todėl būtina tinkama laikymo įranga.

Oro suspaudimas

Vienas iš būdų gauti skystą azotą – suspausti orą. Esant įprastai atmosferos spaudimui azoto molekulės yra toli viena nuo kitos. Kai jas suspaudžiame, molekulės priartėja, o dujos tampa šiltesnės dėl suspaudimo šilumos. Toliau jos atšaldomos ir vėl suspaudžiamos, kol pasiekiama kritinė temperatūra, kuriai dujos virsta skysčiu.

Atšaldymas

Po pirmojo suspaudimo dujos trumpam laikomos, kol jos atvėsta ir išsiplečia. Šio proceso metu išorės šiluma absorbuojama. Gauta dujų masė vėl suspaudžiama ir atšaldoma. Šį ciklą kartojant, temperatūra nuolat mažėja, kol susidaro skystas azotas.

Užšaldymas (kriokūleris)

Skystą azotą galima gaminti ir be suspaudimo, naudojant kriokūlerį – specialų šaldymo įrenginį. Gazuotas azotas tiekiamas į vakuuminį indą, vadinamą Dewaro (angl. Dewar) buteliuku, pavadintą pagal jo išradėją Dž. Dewarą. Kriokūleris pašalina šilumą iš dujų, iki tol, kol jos pakanka virsti skystu azotu net įprastomis atmosferos sąlygomis.

Skysto azoto tvarkymas

Skystas azotas turi labai žemą virimo tašką ir patenka į dujas pat kambario temperatūroje, todėl gali sukelti staigų slėgio padidėjimą ir net sprogimą. Dėl to jis visada laikomas specialiu Dewaro buteliuku su laisvai uždaru dangčiu, kad slėgis galėtų išeiti. Transportuojant ir laikant naudojami izoliaciniai dėžutės bei specialios „kriogelinės“ pirštinės, kurios apsaugo odą nuo šalto skysto azoto.

Laikantis šių principų, skystas azotas tampa patikimu šaltinio medžiaga moksliniams tyrimams, medicinai ir pramonei.