Taller de Física - Energía  
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Jugando con gases criogénicos: nitrógeno líquido
 
   

Responsables:
Nazario Martín León (Presidente)
Francisco Monroy Muñoz (Tesorero)
Gabriel Pinto
Manuela Martín

Actividades:
Tomás Torroba Pérez
Sara Basurto Sáez
Teresa Gómez Martínez

Centro:
Real Sociedad Española de Química (RSEQ)

Fuente: VII Feria Madrid por la Ciencia 2006

Dirigido a: Público en general

Materiales

 Nitrógeno líquido contenido en tanques criogénicos.



Fundamento científico

El nitrógeno líquido es inerte, incoloro, inodoro, no es corrosivo ni inflamable, pero es extremadamente frío (-195,8 °C, 77 K). El nitrógeno constituye la mayor parte de la atmósfera (78,03 % en volumen, 75,5 % en masa). Puesto que el nitrógeno es inerte, no se puede realizar la combustión en atmósfera de nitrógeno. Por supuesto, no se puede respirar en atmósfera de nitrógeno. El nitrógeno es completamente inerte excepto a muy altas temperaturas.

Desarrollo

El nitrógeno líquido en contacto con el aire a temperatura ambiente evapora rápidamente exhibiendo gran cantidad de gases a baja temperatura que flotan durante un cierto tiempo. La baja densidad del nitrógeno líquido hace que fluya rápidamente cuando se deja salir con cuidado desde el contenedor. El nitrógeno líquido se puede transferir con cuidado a un vaso Dewar, bien aislado térmicamente, con el que se van a llevar a cabo los experimentos.

Los objetos normales cambian de características físicas cuando se introducen en nitrógeno líquido. Un tubo de goma elástica que se enfría en nitrógeno se vuelve extremadamente duro y no se puede poner derecho ni estirar hasta que se calienta de nuevo a temperatura ambiente.

Cuando se introduce un guante de goma en nitrógeno líquido, el guante se queda rígido y duro, y se fragmenta cuando se le estruja entre las manos.

Un globo inflado experimenta un extraño efecto cuando se introduce en nitrógeno líquido. Al bajar la temperatura, el vapor de agua y el anhídrido carbónico en el interior se congelan, y tanto el oxígeno como el nitrógeno presentes se licuan progresivamente si se tiene el tiempo suficiente, con lo que el volumen del globo disminuye enormemente. Sin embargo, cuando se saca y se calienta suavemente con las manos, el globo se vuelve a inflar tal, como y estaba anteriormente.

 


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