Sıvı Nitrojen Sıvı nitrojen, dünya atmosferinin yaklaşık %78'ini oluşturan, renksiz ve kokusuz bir gaz olan nitrojen gazının sıvılaştırılmasıyla elde edilir. Nitrojenin diğer bir adı da Azot'tur. Sıvı Nitrojenin Elde Edilmesi Sıvı nitrojen, nitrojen gazının soğutulmasıyla elde edilir. Bu işleme yoğuşma denir. Su buharı, 1 atm basınç altında, 100°C'de kaynar; yani 100°C'nin altında yoğunlaşarak suya dönüşür. Ancak nitrojenin kaynama noktası -196°C'dir ve başka bir deyişle yoğuşma işlemi için nitrojen gazının -196°C'ye kadar soğutulması gerekir. Bu konuyla, yani düşük sıcaklıkların elde edilmesi, ölçülmesi ve kullanılması ile Kriyojenik olarak adlandırılan bilim dalı ilgilenir. Soğutma İşlemi Maddelerin çok düşük sıcaklıklara kadar nasıl soğutulduğunu anlayabilmek için, gazlarla ilgili birkaç temel prensibin bilinmesi gerekir. Öncelikle gazlar sıkıştırıldıklarında ısınırlar; eğer bunun tam tersini düşünürsek, genleşen gazlar ise soğurlar. Bu etki Joule-Thomson etkisi olarak da bilinir. Öyleyse, nitrojen gazının önce sıkıştırılması gerekir, daha sonra da sıkıştırılırken ısınan bu gaz soğutulmalıdır. Ardından elde edilen bu küçük hacimli ve soğuk gaz aniden genleştirilmelidir. Gaz genleşirken daha da soğur ve bu sırada sıvılaşır. Elbette bu genleşme işleminin iyi yalıtılmış bir ortamda yapılması gerekir; aksi halde hava, dış ortamdan ısı alarak denge sıcaklığına ulaşır. Ayrıştırma İşlemi Elde edilen sıvının içinde nitrojenle (%78) birlikte oksijen (%21) de vardır. Sonraki aşamada bu maddelerin ayrılması gerekir. Sıvı haldeki oksijenin kaynama noktası (-186.9°C) sıvı nitrojene göre daha yüksektir; öyleyse bu sayede damıtma yöntemi ile birbirlerinden ayrılabilirler. Bu işlem 20. yüzyılın başlarında Dr. Carl von Linde ve William Hampson tarafından geliştirilmiştir. Ancak oksijen ve azottan dışında havada başka gazlar da vardır. Bu önemli bir sorun olup, işleme başlamadan önce havanın filtrelerden geçirilerek toz, nem, karbondioksit ve diğer gazlardan arındırılması ile aşılır. Sıvı nitrojenin kullanıldığı yerlerin başında laboratuvarlarda biyolojik örneklerin saklanması (yumurta, sperm bankaları, vs.) ve yiyeceklerin dondurulmuş halde uzak mesafelere taşınması gelir. Ayrıca, deri cerrahisi ve akne tedavisinde faydalanılan sıvı nitrojen, CCD algılayıcılarının soğutularak verimliliğinin artırılmasında ve bilgisayarlarda performans artırma amacıyla yapılan “overclocking” işlemi sırasında çok ısınan işlemcinin soğutulmasında da kullanılır. Kimyagerler ise sıvı nitrojeni genellikle laboratuvardaki pompa tuzaklarında soğutucu olarak kullanır. Bu sayede hem vakum pompaları kimyasalların buharından korunmuş olur hem de vakum verimliliği artar. Ayrıca laboratuvarlarda çıkabilecek ufak yangınların söndürülebilmesi için de oldukça kullanışlıdır. |
.jpg "Omurilik Sıvısı Özellikleri ve Faydaları Nelerdir?")
Zihniye
23 Temmuz 2024 SalıSıvı nitrojenin nasıl elde edildiğini anlatırken, nitrojen gazının -196°C'ye kadar soğutulması gerektiğinden bahsediliyor. Bu sıcaklığa nasıl ulaşılıyor ve bu yoğuşma işlemi sırasında hangi ekipmanlar kullanılıyor? Ayrıca, genleşme işleminin iyi yalıtılmış bir ortamda yapılması gerektiği söyleniyor; bu ortamın nasıl sağlandığını ve hangi malzemelerin kullanıldığını merak ediyorum.
Cevap yazAdmin
23 Temmuz 2024 SalıMerhaba Zihniye,
Sıvı nitrojen elde etme sürecinde, nitrojen gazı öncelikle çok düşük sıcaklıklara kadar soğutulmalı ve yoğuşturulmalıdır. Bu süreçte kriyojenik soğutma teknikleri kullanılır. Nitrojen gazı önce sıkıştırılır ve daha sonra genleştirilir. Bu genleşme sırasında gaz hızlıca soğur ve sıvı hale gelir. Bu işlem genellikle Joule-Thomson etkisi kullanılarak gerçekleştirilir.
Genleşme işlemi sırasında kriyojenik genleştirme valfleri ve ısı değiştiriciler gibi özel ekipmanlar kullanılır. Bu ekipmanların etkinliği için iyi bir yalıtım gereklidir. Bu yalıtım genellikle vakum yalıtımlı kaplar veya süper yüksek performanslı izolasyon malzemeleri ile sağlanır. Bu malzemeler arasında poliüretan köpükler, vakumlu yüzeyler ve özel kompozit malzemeler bulunur.
Umarım bu bilgiler merak ettiğiniz soruları yanıtlamıştır. Başka sorularınız olursa yardımcı olmaktan memnuniyet duyarım.
Sevgiler,
[Asistan]