Воздух, как и многие другие газы, может находиться в нескольких агрегатных состояниях. В том числе стать жидкостью при соблюдении определенных условий. Рассмотрим свойства, состав и область применения жидкого воздуха.
Рамзай взял 15 литров аргона, запер их в стеклянный баллон, а баллон погрузил в полученный от Хэмпсона жидкий воздух. Аргон сильно охладился и тоже стал жидким.
Матвей БронштейнСодержание статьи
- Свойства и состав жидкого воздуха
- Как получают жидкий воздух
- Продукты перегонки жидкого воздуха и их применение
Охлаждая воздух до криогенных, т.е. очень низких температур, получают жидкость бледно-голубого цвета. При поглощении тепла она вновь возвращается в газообразное состояние. Для хранения жидкого воздуха используют особые контейнеры или сосуды Дьюара.
Свойства и состав жидкого воздуха
Газообразный сухой воздух — это смесь трех основных компонентов. Их примерное соотношение:
Углекислый газ (CO2) в составе занимает около 0,03 %. При охлаждении он не переходит в жидкость, а твердеет. Именно поэтому в жидком воздухе при давлении равном 520 кПа углекислота не присутствует.
Остальные вещества, например, неон, криптон, метан, гелий и водород присутствуют в следовых количествах. Их объем варьируется от 0,001818 % до 0,0000087 %.
Свойства жидкого воздуха:
- Плотность — примерно 0,87 г/см3. Напрямую зависит от состава конкретного образца, в частности от концентрации углекислого газа.
- Температура кипения составляет -194,35 °C. Поддержание постоянной температуры затруднительно, потому что азот испаряется быстрее, а следовательно, меняется химический состав смеси и нужные для этого процесса условия.
- Температура замерзания — при нормальном атмосферном давлении около -215,2 °C.
Хотите получить консультацию?
Позвоните нам по телефону!Как получают жидкий воздух
В начале 19 века ученым удалось при помощи машины Линде довести воздух до жидкого состояния. Основные элементы установки:
- компрессор — электродвигатель с насосом;
- теплообменник — две спиралевидные трубки, расположенные одна в другой;
- специальный термос для накопления сжиженного газа.
Все комплектующие обязательно покрывали слоем теплоизоляции. Это необходимо для ограждения газов от повышенных окружающих температур.

Рекомендуем к прочтению:
Технология включала несколько последовательных этапов:
- Газовая воздушная смесь проходит очистку от примесей пыли и воды.
- Компрессором нагнетают давление до 250 атм. Сжатый таким образом воздух требуется охладить, потому что в процессе происходит выделение тепла. Для этого используют обычную воду.
- Далее, после прохождения первого теплообменника, газ разделяют на два потока. Больший направляется в поршневую машину (детандер). Она активизируется благодаря расширению вещества — потенциальную энергию преобразует в механическую. За счет совершения этой работы газ охлаждается.
- Пройдя через второй теплообменник, образовавшиеся капли жидкости накапливаются в термосе.
Продукты перегонки жидкого воздуха и их применение
Чаще всего газовую смесь сжижают и используют для получения других веществ — в основном это азот и кислород. Другие инертные газы тоже можно получить путем фракционной перегонки жидкого воздуха.
Способ основан на разнице в температурах кипения составляющих:
- для кислорода -183 °C;
- для азота это -196 °C.
При нагревании жидкого воздуха, первым выкипает азот, оставляя насыщенную кислородом жидкость. Достигая температуры -183 °C начинает улетучиваться и кислород. Таким образом, благодаря термическому воздействию успешно разделяют газовую смесь.
Особенность процесса — невозможность выделения азота и кислорода высокой степени чистоты за один прогон. При приближении концентрации N к 50 %, насыщение паров кислородом доходит до 20 %. Поэтому газ конденсируют и направляют в установки для последующих перегонок. В промышленных масштабах кислород и азот получают на ректификационных колоннах.
Продукты перегонки применимы в различных сферах:
- кислород — необходим на производстве для сварки или резки, а также используется в медицине;
- азот — популярен в качестве хладагента в медицине и косметологии.
Приобретая криогенные жидкости, важно убедиться в высоком уровне их качества. Для этого мы готовы предоставить всю необходимую документацию. Производство проходит в полном соответствии с технологическим процессом и требованиями безопасности уже более 15 лет. Для доставки используем собственные автомобили и экранно- или порошково-вакуумную изоляцию. Для заказа жидкого азота или кислорода звоните или оставляйте заявку на сайте.
Источники:
- https://translated.turbopages.org/proxy_u/en-ru.ru.869061d6-631994cf-ff161fec-74722d776562/https/en.wikipedia.org/wiki/Liquid_air
- Энциклопедия газовой промышленности. С. К. Басниев