El nitrógeno líquido tiene un gran valor para demostrar principios científicos; aunque es muy frío y requiere un manejo cuidadoso, el LN2 es económico, no tóxico y químicamente inerte. Debido a que es extremadamente frío, menos 196 grados Celsius (menos 320 Fahrenheit), puede ayudarlo a demostrar los fenómenos de una manera inalcanzable a temperaturas ambiente normales. El nitrógeno líquido agrega estilo, diversión y drama a las demostraciones científicas.
Precauciones de manejo
El peligro principal del nitrógeno líquido es el frío extremo; cualquier parte del cuerpo expuesta directamente a LN2 puede sufrir lesiones rápidamente. Esto también se aplica al tocar objetos enfriados en nitrógeno líquido. Cuando trabaje con LN2, use siempre gafas de seguridad y guantes criogénicos: los guantes de goma normales se congelarán y agrietarán. Dispense LN2 solo de un dewar criogénico u otro recipiente aprobado, y use cuencos y cajas de espuma de poliestireno para sostener objetos de demostración. Recuerde que el LN2 se evapora en grandes cantidades de nitrógeno gaseoso; aunque no es tóxico, desplaza el oxígeno, por lo que realiza tus demostraciones en un ambiente bien ventilado.
Globo de contracción
El experimento de "globo retráctil" demuestra la ley de Gas ideal que relaciona la temperatura, el volumen y presión Sopla un globo de fiesta y ata el final. Vierta aproximadamente de 200 a 300 ml de nitrógeno líquido en un pequeño enfriador de picnic de espuma de poliestireno. Coloque con cuidado el globo en el LN2 para que entre en contacto con el líquido. Después de unos segundos, el globo se encoge. Retire el globo y deje que se caliente; se volverá a inflar a sí mismo. El LN2 licúa el aire dentro del globo, reduciendo en gran medida su presión y volumen. Cuando se deja calentar, el líquido se evapora, restableciendo la presión en el interior.
Campana de plomo
A temperatura ambiente, el plomo es un metal muy blando. Cuando se golpea con un mazo, una campana de demostración hecha de plomo produce un "ruido sordo" sordo. Agregue aproximadamente medio litro de LN2 a un recipiente de espuma de poliestireno, coloque la campana en el líquido y déjela unos minutos para que se enfríe. Retire la campana y permita que gotee el nitrógeno líquido. Golpea la campana otra vez y suena brillante. Las bajas temperaturas reducen las vibraciones térmicas en los átomos de plomo, lo que hace que el metal sea más duro.
Congelación anticongelante
Cuando se agrega al agua en las proporciones correctas, el anticongelante automotriz se convierte en un sólido en temperaturas tan bajas como menos 55 grados Celsius (menos 67 grados Fahrenheit). Aunque esto es lo suficientemente bueno como para mantener la mayoría de los autos en pleno invierno, el nitrógeno líquido es tan frío que congelará el sólido anticongelante. Para demostrar, haga una mezcla 70/30 de anticongelante en agua y vierta aproximadamente 150 ml en un recipiente de espuma de poliestireno. Agregue unos cientos de ml de LN2 y espere uno o dos minutos; el anticongelante se convierte en un líquido almibarado, luego se congela en cristales. Después de varios minutos, el LN2 se evapora y la mezcla anticongelante se calienta y se vuelve líquida nuevamente.
