U fizici niske temperature i industrijskim primjenama, tekući azot (LN₂) i tekući kisik (LOX) igraju važnu ulogu. Iako obojica postoje u tečnom obliku i napravljeni su hlađenjem plina na krajnje niske temperature, postoje značajne razlike u fizičkim svojstvima, scenarijima aplikacija i sigurnosnim rizicima. Ovaj članak će sustavno sortirati razliku između tečnog azota i tečnog kisika iz četiri aspekta: osnovna svojstva, metode pripreme, glavne upotrebe i sigurnosne mjere opreza.
Poređenje osnovnih svojstava
1. Hemijski sastav
Tečni azot sastoji se od molekula dušika (N₂), a tečni kisik sastoji se od molekula kiseonika (o₂). Oboje su bogate prirodom i oba su plina u normalnim uvjetima.
2. Tačka i talište ključanja
Tačka ključanja tečnog azota je -195,8 stepen (77 k), a talište je -210 stepen; Tačka ključanja tečnog kisika je -183 stepena (90,2 k), a talište je -218,8 stepen. Tečni azot ima donju tačku ključanja, što olakšava postizanje i održavanje tečnog stanja.
3. Gustina
Gustina tečne azota je oko 0,808 g / cm³, dok je tečni kisik 1,141 g / cm³. Stoga je pod istim količinama, masa tečnog kisika je veća.
Metoda pripreme
Tečni azot i tečni kisik obično se pripremaju uređajem za odvajanje zraka (ASU). Ova tehnologija koristi razlike u ključalim tačkama različitih komponenti u zraku kako bi se postiglo odvajanje plina kroz procese kompresije, hlađenja i proširenja. Zbog veće tačke ključanja tečnog kisika, prikuplja se u ASU-u u relativno visokoj temperaturnom području, dok se tečni azot dobiva u nižoj temperaturnoj zoni.
Područja primjene
Glavna upotreba tečnog azota uključuju:
- Prehrambena industrija: koristi se za brzo zamrzavanje, održavanje kvalitete i ishrane hrane;
- Medicinsko polje: Primjenjuje se na krioterapiju i kriogeno skladištenje bioloških uzoraka (poput ćelija, tkiva);
- Naučna istraživanja: kao rashladni medij u superprovodnim eksperimentima i istraživanje fizike niske temperature.
Glavne upotrebe tečnog kisika uključuju:
- Svemirski pogon: koristi se kao oksidant u raketnim motorima;
- Metalurška industrija: pomaže izgaranjem tokom proizvodnje čelika za povećanje temperature peći;
- Snabdevanje medicinskim kisikom: pružanje visoke koncentracije podrške za kisik pacijentima sa respiratornim poremećajima.
Sigurnosne mjere opreza
Oboje imaju izuzetno niske temperature i direktan kontakt mogu dovesti do teških frostbita. Takođe:
- Tečni kisik je jak oksidant, a kontakt sa zapaljivim tvarima može lako prouzrokovati izgaranje ili eksploziju;
- Iako tečni azot nije oksidant, zamijenit će zrak u velikim količinama nakon isparavanja, što može uzrokovati rizik od hipoksije i asfiksija u zatvorenim prostorima.
Iako su tečni dušik i tečni kisik niske temperaturne tečnosti, njihova fizička svojstva, upotreba i sigurnosni zahtjevi značajno su različiti. Ispravno razumijevanje razlike između dva od velikog značaja za naučni izbor i sigurnu upotrebu. Bilo da se radi u industrijskim, naučnim istraživanjima ili medicinskim scenarijima, moraju se strogo slijediti operativne procedure i moraju se poduzeti zaštitne mjere kako bi se osigurala sigurnost osoblja i opreme.
