できる液体窒素 -- ぴこさんからの手紙


で、間違っているところは、、、この文章(LN3.html)自体(理論など)間違いは、 ほぼないのですが、ある重要なことを見落とされているので、結論が誤って導かれています。
その重要なことは窒素に限らず物質は、いくら圧力を上げたとしても、 ある温度以上では液体にならないのです、その温度は臨界点or臨界温度って言います
たとえば、窒素は、―147℃以上ではいくら圧力を上げても、液体にはならない、 もうちょっと正確に言うと、液体と気体の区別ができない状態、普通は気体と 判断されますが、つまり沸点は―147℃以上にはならないってことです、

つまり、常温で放置している窒素ボンベは冷やさない限り、内部も常温で、圧力が高く その中身は液体ではなく気体になっているのです、すごく密度の高い気体になってます、 で、文章に沿っていくと、

>1.常温です

ここはもちろんあっています。

>2.ボンベの中は

ここはちょっと違っていて、

>当然液体ですね。

ここは臨界点の考え方から気体ですね、

あと、理想気体の状態方程式を使われているのですが、理想気体の状態方程式は、あくまで、気体の状態方程式なので、液体⇔気体の状態はとうぜん、理想気体の状態方程式からは導けません、これはあくまで気体だけ取り扱う場合のみ使えます、液体⇔気体に変化するときは使えません。

>圧力が高くなると、それに合わせて液体の沸点の温度が上昇します。
たしかに、そのとおりですが、沸点上昇は方程式などからは導けません。
だから、計算で沸点を計算するということはできないのです。

>この「液体→気体」の状態遷移の時、「気化熱」というエネルギーが必要になります。 そのとおりですね、だけど、ここでは液体→気体にならないのでこのエネルギーは発生しません。

>気体の体積が急激に大きくなる場合には「断熱膨張」と
>同様の効果があって、その気体の温度が急激に下がります

たしかにそのとおりです。
下であげられている、ボンベの口が凍るって言うのはこのためだと思われます。
おそらく、0℃以下になって、空気中の水分が凍りつくのでしょう、
冷たい飲み物を入れたコップ状態になっていると思われます。その水分が凍りつくのでしょう、

>3.液体窒素をそのまま使うの?

ここは書かれているとおりですが、 >(摂氏-196度以下)まで下げてやらなければいけません。
が非常に困難だと思われます。
そして、何度も言ってしまいますが、液体ではないです。
もちろん(摂氏-196度以下)まで下げてやれば、気体が液化するわけですし、
液体窒素を取り出すことは可能です。

>4.画材屋さん・模型屋さん

同様に空気のコンプレッサーも液化していないと思われます。
-150℃ぐらいまで冷えていれば液化しているかもしれませんが、

あと、蛇足ですが、プロパンガスやブタンガスはあれは常温で液化しています。
ブタンガス(100円ライターの中に入ってるもの)は常温で圧縮すると液化して、 見た目にも液体になってます。ちなみにブタンは沸点は-0.5℃、臨界温度はわからないですが、室温より高いことは間違いないです