학문
구슬 아이스크림은 액체 질소로 만들잖아요 그러면 액체 질소는 어떻게 만들어지는 걸까요?
예전에 액체 질소로 구슬 아이스크림을 만들어본 적이 있는데, 원래 질소는 공기 중에 보이지 않잖아요. 하지만 액체 질소는 액체 상태로 존재하는데, 대체 어떻게 만들어지는 건가요?? 온도가 낮으면 질소가 액체가 되나요?? 왜 액체가 되는거죠?
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안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 체 질소는 공기 중에서 분리되어 만들어집니다. 일반적으로, 공기는 약 78%의 질소와 21%의 산소로 이루어져 있습니다. 따라서 액체 질소를 얻기 위해서는 이러한 기체 중에서 질소를 분리해내는 과정이 필요합니다.
가장 일반적인 방법은 "공기 분리 공정"입니다. 이 과정에서는 냉각과 압축을 이용하여 공기를 액체 질소와 액체 산소로 분리합니다. 먼저, 공기를 압축합니다. 이후, 압축된 공기를 열 교환기로 보내어 냉각합니다. 이렇게 냉각된 공기는 액체로 변환됩니다. 이 액체 공기는 다시 열 교환기에서 냉각됩니다. 이 과정에서 공기 분리기로 흐르면서, 산소와 질소를 분리합니다. 이때, 액체 질소는 산소보다 높은 끓는점을 가지기 때문에, 분리 과정을 통해 질소를 추출할 수 있습니다.
또 다른 방법으로는, 액체 질소를 일시적으로 만드는 "플래시 공정"도 있습니다. 이 과정에서는 고압에서 액체 산소와 액체 질소가 혼합된 상태에서 빠르게 감압합니다. 이렇게 되면, 산소가 증발하면서 열을 흡수하고, 질소만이 액체로 남게 됩니다.
이러한 과정을 통해 액체 질소를 얻을 수 있습니다. 액체 질소는 의료 분야나 과학 실험 등에서 다양하게 사용됩니다.