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L'azote liquide est très utile pour démontrer les principes scientifiques; Bien que très froid et nécessitant une manipulation minutieuse, le LN2 est peu coûteux, non toxique et chimiquement inerte. Comme il fait extrêmement froid - moins 196 Celsius (moins 320 Fahrenheit), il peut vous aider à démontrer des phénomènes d’une manière inaccessible aux températures ambiantes normales. L'azote liquide ajoute une touche de style, de plaisir et de théâtre aux démonstrations scientifiques.
Précautions d'emploi
Le principal danger de l’azote liquide est le froid extrême; toute partie du corps exposée directement au LN2 peut rapidement subir des blessures. Ceci s'applique également aux objets en contact refroidis dans de l'azote liquide. Lorsque vous travaillez avec LN2, portez toujours des lunettes de protection et des gants cryogéniques - des gants en caoutchouc ordinaires gèlent et se fissurent. Distribuez LN2 uniquement à partir d'un vase de Dewar cryogénique ou d'un autre récipient approuvé, et utilisez des bols et des boîtes en polystyrène pour contenir des objets de démonstration. N'oubliez pas que le LN2 se résume en une quantité abondante d'azote gazeux; bien que non toxique, il déplace l'oxygène, alors effectuez vos démonstrations dans un environnement bien ventilé.
Ballon rétrécissant
L’expérience «ballon rétractable» démontre la loi des gaz parfaits qui lie la température, le volume et la pression. Faites exploser un ballon de fête et attachez la fin. Versez environ 200 à 300 ml d'azote liquide dans un petit refroidisseur à pique-nique en polystyrène. Placez délicatement le ballon dans le LN2 afin qu’il entre en contact avec le liquide. Au bout de quelques secondes, le ballon se ratatine. Retirez le ballon et laissez-le se réchauffer; il va se regonfler. Le LN2 liquéfie l'air à l'intérieur du ballon, réduisant considérablement sa pression et son volume. Lorsqu'il se réchauffe, le liquide s'évapore, rétablissant la pression à l'intérieur.
Cloche de plomb
À la température ambiante, le plomb est un métal très mou. Lorsque vous frappez avec un maillet, une cloche de démonstration en plomb émet un «bruit sourd». Ajoutez environ un demi-litre de LN2 dans un récipient en polystyrène, placez la cloche dans le liquide et laissez-la refroidir quelques minutes. Enlevez la cloche et laissez l’azote liquide s’égoutter. Frappez à nouveau la cloche et ça sonne fort. Les températures froides réduisent les vibrations thermiques dans les atomes de plomb, rendant le métal plus dur.
Antigel de congélation
Une fois ajouté à l’eau dans les bonnes proportions, l’antigel pour véhicules automobiles devient solide à des températures aussi basses que moins 55 degrés Celsius (moins 67 degrés Fahrenheit). Bien que cela soit suffisant pour que la plupart des voitures restent en hiver, l'azote liquide est si froid qu'il gèlera à l'état antigel. Pour en faire la démonstration, préparez un mélange d’antigel 70/30 dans de l’eau et versez environ 150 ml dans un bol en polystyrène. Ajoutez quelques centaines de ml de LN2 et attendez une minute ou deux; l'antigel devient un liquide sirupeux, puis se gèle en cristaux. Après plusieurs minutes, le LN2 s'évapore et le mélange antigel se réchauffe et redevient liquide.