액화 질소는 어떻게 만들어 지는지 궁금합니다.

Question

액확 질소는 엄청 낮은 온도인데 분명 일상적인 환경에서 그렇게 낮게 만들기 힘들 것 같은데 어떻게 만들었는지도 궁금하고, 왜 액화 되는지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

기체분자를 액화시키기 위해서는 기체분자의 활동력을 감소시키거나 활동범위를 줄여주면 됩니다.

활동력을 감소시키는 방법은 온도를 낮추는 방법입니다.

활동범위를 줄이는 방법은 많은 기체를 한정된 공간에 욱여넣으면 됩니다. 즉, 고압환경을 조성하면 됩니다.

따라서 액화질소는 고압의 질소탱크의 온도를 낮추어 만들게됩니다.

감사합니다.

Answer 2

액화 질소는 고온, 고압 환경에서 질소 기체를 냉각하고, 액체 상태로 변화시키는 과정을 통해 만들어집니다. 보통 액화 질소는 액소피드라이어(liquid air) 과정에서 생산됩니다. 이 과정에서는 공기를 압축하고, 냉각하면서 액화된 산소와 질소 등 여러 기체를 분리합니다. 분리된 질소를 또 다시 냉각하여 액화시키는 것입니다. 액화 질소는 액체 상태에서 매우 낮은 온도에서 유지됩니다. 이는 질소 분자들이 서로 매우 가까이 위치하며, 강한 인력으로 인해 분자 간 거리가 매우 가깝기 때문입니다.

Answer 3

안녕하세요. 이조은 과학전문가입니다.

액체질소는 대체로 액체산소를 만드는 과정에 부산물로 만들어집니다. 공기를 냉각시켜서 기체를 액화시키는데요. 비등점 차이로 인해 영하 183도에서 액체산소를 모을 수 있고, 여기서 조금 더 낮춘 영하 196도에서 액체질소를 얻을 수 있습니다.

Answer 4

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.

질소 기체를 모아 압력을 아주 강하게 가해주면 이들이 응축해 액체로 만들 수 있습니다. 또한, 압축 팽창의 순환 과정을 통해 온도를 떨어뜨릴 수 있어 냉각이 가능하죠.

Answer 5

질소의 어는점은 -180도 입니다.

액체 질소를 만들기 위한 질소의 어는 점은 매우 낮지만, 어는 점을 높이는 방법이 있습니다.

바로 압력을 높이면 됩니다.

모든 기체는 압력을 가하면 끓는 점과 어는 점이 높아지는 효과가 있습니다.

따라서 꼭 -180도가 아니더라도 적절한 온도에서 질소를 액화할 수 있습니다.