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Flüssiger Stickstoff ist von großem Wert für die Demonstration wissenschaftlicher Prinzipien. Obwohl es sehr kalt ist und eine sorgfältige Handhabung erfordert, ist LN2 kostengünstig, ungiftig und chemisch inert. Da es extrem kalt ist - minus 196 Grad Celsius - können Sie Phänomene auf eine Weise nachweisen, die bei normalen Raumtemperaturen unerreichbar ist. Flüssiger Stickstoff verleiht wissenschaftlichen Demonstrationen Flair, Spaß und Drama.
Vorsichtsmaßnahmen beim Umgang
Die Hauptgefahr von flüssigem Stickstoff ist extreme Kälte. Alle Körperteile, die direkt LN2 ausgesetzt sind, können schnell verletzt werden. Dies gilt auch für das Berühren von in flüssigem Stickstoff gekühlten Gegenständen. Tragen Sie bei der Arbeit mit LN2 immer eine Schutzbrille und Kryo-Handschuhe. Normale Gummihandschuhe können einfrieren und reißen. Geben Sie LN2 nur aus einem kryogenen Dewar oder einem anderen zugelassenen Behälter und verwenden Sie Styroporbehälter und -kisten, um Demonstrationsgegenstände aufzunehmen. Denken Sie daran, dass LN2 in großen Mengen Stickstoffgas verdampft. Obwohl es nicht toxisch ist, verdrängt es Sauerstoff. Führen Sie Ihre Vorführungen in einer gut belüfteten Umgebung durch.
Schrumpfballon
Das Experiment "schrumpfender Ballon" demonstriert das Gesetz des idealen Gases, das Temperatur, Volumen und Druck in Beziehung setzt. Sprengen Sie einen Partyballon und binden Sie das Ende ab. Gießen Sie etwa 200 bis 300 ml flüssigen Stickstoff in einen kleinen Styropor-Picknickkühler. Legen Sie den Ballon vorsichtig in das LN2, damit er mit der Flüssigkeit in Kontakt kommt. Nach einigen Sekunden schrumpft der Ballon. Nehmen Sie den Ballon heraus und lassen Sie ihn aufwärmen. es wird sich wieder aufblasen. Das LN2 verflüssigt die Luft im Ballon und reduziert Druck und Volumen erheblich. Nach dem Aufwärmen verdunstet die Flüssigkeit und stellt den Druck im Inneren wieder her.
Blei Bell
Blei ist bei Raumtemperatur ein sehr weiches Metall. Wenn eine Demonstrationsglocke aus Blei mit einem Holzhammer geschlagen wird, wird sie stumpf. In einen Styroporbehälter etwa einen halben Liter LN2 geben, die Glocke in die Flüssigkeit legen und einige Minuten zum Abkühlen geben. Nehmen Sie die Glocke heraus und lassen Sie den flüssigen Stickstoff abtropfen. Drücken Sie die Klingel erneut und es klingelt hell. Die kalten Temperaturen reduzieren die thermischen Schwingungen in den Bleiatomen und machen das Metall härter.
Frostschutzmittel
Wenn das Frostschutzmittel in den richtigen Anteilen zu Wasser gegeben wird, wird es bei Temperaturen von nur minus 55 Grad Celsius (minus 67 Grad Fahrenheit) fest. Obwohl dies gut genug ist, um die meisten Autos den Winter über zu halten, ist flüssiger Stickstoff so kalt, dass er Frostschutzfeststoffe einfriert. Zur Demonstration eine Mischung aus Frostschutzmittel und Wasser (70/30) herstellen und etwa 150 ml in eine Styroporschüssel gießen. Fügen Sie ein paar hundert ml LN2 hinzu und warten Sie ein oder zwei Minuten. Das Frostschutzmittel wird zu einer sirupartigen Flüssigkeit und gefriert dann zu Kristallen. Nach einigen Minuten verdampft das LN2 und die Frostschutzmischung erwärmt sich und wird wieder flüssig.