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El nitrógeno líquido tiene un gran valor para demostrar principios científicos; Aunque hace mucho frío y requiere un manejo cuidadoso, LN2 es económico, no tóxico y químicamente inerte. Debido a que hace mucho frío, menos 196 Celsius (menos 320 Fahrenheit), puede ayudarlo a demostrar fenómenos de una manera inalcanzable a temperaturas ambiente normales. El nitrógeno líquido agrega estilo, diversión y drama a las demostraciones científicas.
Tomando precauciones
El principal peligro del nitrógeno líquido es el frío extremo; cualquier parte del cuerpo expuesta directamente a LN2 puede sufrir lesiones rápidamente. Esto también se aplica a tocar objetos enfriados en nitrógeno líquido. Cuando trabaje con LN2, use siempre gafas de seguridad y guantes criogénicos; los guantes de goma comunes se congelarán y agrietarán. Dispense LN2 solo de un recipiente criogénico u otro recipiente aprobado, y use tazones y cajas de espuma de poliestireno para sostener los objetos de demostración. Recuerde que LN2 se evapora en grandes cantidades de gas nitrógeno; aunque no es tóxico, desplaza el oxígeno, por lo tanto, realice sus demostraciones en un entorno bien ventilado.
Globo que encoge
El experimento del "globo de contracción" demuestra la ley del gas ideal que relaciona la temperatura, el volumen y la presión. Explota un globo de fiesta y ata el extremo. Vierte entre 200 y 300 ml de nitrógeno líquido en una pequeña hielera de poliestireno. Coloque con cuidado el globo en el LN2 para que entre en contacto con el líquido. Después de unos segundos, el globo se encoge. Retira el globo y deja que se caliente; se volverá a inflar a sí mismo. El LN2 licua el aire dentro del globo, reduciendo enormemente su presión y volumen. Cuando se deja calentar, el líquido se evapora, restaurando la presión en el interior.
Campana de plomo
A temperatura ambiente, el plomo es un metal muy blando. Cuando se golpea con un mazo, una campana de demostración hecha de plomo hace un “golpe” sordo. Agregue aproximadamente medio litro de LN2 a un recipiente de espuma de poliestireno, coloque la campana en el líquido y espere unos minutos para que se enfríe. Retire la campana y permita que el nitrógeno líquido gotee. Toca la campana de nuevo y suena brillantemente. Las bajas temperaturas reducen las vibraciones térmicas en los átomos de plomo, haciendo que el metal sea más duro.
Congelación Anticongelante
Cuando se agrega al agua en las proporciones correctas, el anticongelante automotriz se vuelve sólido a temperaturas tan bajas como menos 55 grados Celsius (menos 67 grados Fahrenheit). Aunque esto es lo suficientemente bueno como para mantener a la mayoría de los automóviles durante el invierno, el nitrógeno líquido es tan frío que congelará el sólido anticongelante. Para demostrarlo, prepare una mezcla 70/30 de anticongelante en agua y vierta aproximadamente 150 ml en un recipiente de espuma de poliestireno. Agregue unos cientos de ml de LN2 y espere uno o dos minutos; el anticongelante se convierte en un líquido almibarado, luego se congela en cristales. Después de varios minutos, el LN2 se evapora y la mezcla anticongelante se calienta, volviéndose líquida nuevamente.