액화질소는 무엇으로 어떻게 만드는건가요?

Question

안녕하세요. 예전에 터미네이터 같은 곳에서 보면 액화질소를 이용해서 금속을 순간저그로 얼리기도 하고 그러넌데 그런 액화질소는 어떻게 만들어지나요?

Answer 1

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

액화질소는 공기 중에서 질소(N2)를 분리하는 공정으로 제조됩니다. 일반적으로 압축 공기를 냉각하면 공기 성분 중에서 수소(H2O)와 이산화탄소(CO2) 등은 액체 상태로 분리되고, 남은 공기 중에서 질소(N2)가 대부분 남아 압력을 낮추면서 분리됩니다.

액화질소는 냉각하면서 압축되어 액체 상태로 변하는데, 일반적으로 -196℃에서 상온 압력의 1/760 정도의 압력에서 유지됩니다. 액화질소는 고온용접이나 초음파 검사 등의 산업적 용도로 사용되며, 의학 분야에서는 냉동수족관리, 피부 치료 등에 사용됩니다.

액화질소의 제조에는 산소(O2)와 같이 질소(N2)와 유사한 성질을 가진 기체가 같이 포함되어 있는 경우가 종종 있습니다. 이러한 경우, 산소를 분리하거나 액체 산소와 함께 질소를 분리하는 과정을 거쳐 순수한 액화질소를 생산합니다.

Answer 2

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 먼저 대기 중의 수증기와 이산화탄소 등을 제거하기 위해 공기를 건조시킵니다. 그리고, 직류 전압을 사용하여 공기를 가열하고 분해 시킵니다. 이 과정에서 질소와 산소는 서로 다른 영향을 받게 됩니다. 질소는 고온에서 안정적이기 때문에 거의 분해되지 않지만, 산소는 높은 온도에서 불안정해지며 분해됩니다. 따라서, 이 과정에서는 질소와 산소가 분리되어 나옵니다.

분리된 질소는 이후 압력을 이용하여 액화시키거나, 냉각기를 이용하여 액체로 만들 수 있습니다.

일반적으로, 액화질소는 매우 낮은 온도인 약 -196도에서 액체 상태를 유지합니다. 이러한 특성 때문에, 액화질소는 의료, 과학 연구, 식품, 화학 등 다양한 분야에서 사용됩니다.