Περιεχόμενο
Ο αέρας αποτελείται από 80 τοις εκατό άζωτο και 20 τοις εκατό οξυγόνο και τα σημεία βρασμού και των δύο στοιχείων είναι διαφορετικά: το σημείο βρασμού για το οξυγόνο είναι -183 βαθμοί Κελσίου και αυτό για το άζωτο είναι στην περιοχή -196 βαθμούς Κελσίου. Αυτή η φυσική ιδιότητα, που περιέχει διαφορετικά σημεία βρασμού, χρησιμοποιείται για τον διαχωρισμό τους. Βασικά ο αέρας ψύχεται στο σημείο όπου το οξυγόνο γίνεται υγρό. Το υγροποιημένο οξυγόνο διαχωρίζεται εύκολα από το υπόλοιπο αέριο και το υπόλοιπο ψύχεται ξανά για την παραγωγή υγρού αζώτου.
Η διαδικασία Linde
Η διαδικασία Linde χρησιμοποιεί το φαινόμενο Joule-Thomson για την υγροποίηση του αζώτου και του οξυγόνου από τον αέρα και θα μπορείτε να το δείτε στο σπίτι σας όταν απελευθερώνετε το περιεχόμενο των δοχείων ψεκασμού. Θα παρατηρήσετε ότι καθώς το αέριο βγαίνει από το κουτί, ψύχεται. Η διαδικασία της Linde χρησιμοποιεί το φαινόμενο Joule-Thomson συνεχώς (συμπίεση και επέκταση του αέρα επανειλημμένα), το οποίο τελικά αναγκάζει τον αέρα να φτάσει στο σημείο βρασμού του, να γίνει υγρό και να διαχωριστεί από τα άλλα αέρια. Η θερμοδυναμική εξήγηση για αυτό είναι ότι, καθώς το αέριο διαστέλλεται, τα μόρια κερδίζουν πιθανή ενέργεια και χάνουν κινητική ενέργεια - η μείωση της κινητικής ενέργειας σημαίνει ότι τα μόρια θα κινηθούν πιο αργά και θα έχουν λιγότερες συγκρούσεις και, ως εκ τούτου, η θερμοκρασία είναι μικρότερος. Μετά από αυτή τη μείωση, είναι σημαντικό το σύστημα να είναι απομονωμένο ώστε να μην ανταλλάσσει θερμότητα με το περιβάλλον του.
Όχι μόνο άζωτο και οξυγόνο
Ο αέρας περιέχει επίσης αργό και άλλα ευγενή αέρια σε μικρότερες ποσότητες, όπως νέον, ήλιο, κρυπτόν και ξένον, είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι εταιρείες που πωλούν οξυγόνο και υγρό άζωτο πωλούν επίσης αργό. Ο αέρας, φυσικά, περιέχει επίσης διοξείδιο του άνθρακα και υδρογόνο, αλλά παράγονται με άλλες βιομηχανικές διεργασίες.
