Kapalný dusík. Kapalný dusík je kryogenní kapalina, proto je nutné při manipulaci s ním dodržovat bezpečnostní zásady

Dokumentace projektu CZ.1.07/2.3.00/45.0040 Science Academy - kritický způsob myšlení a praktické aplikace přírodovědných a technických poznatků v reálném životě

Kapalný dusík Základní informace Kapalný dusík je kapalná látka, čirá, bez zápachu. Při normálním atmosferickém tlaku vře při teplotě 77 K (-196 °C). Cena je závislá na odebíraném množství a dodavateli, řádově jej nakupujeme za 20 Kč za litr, nicméně v gastronomii se cena může vyšplhat až na desetinásobek. Hustota kapalného dusíku je zhruba 0,8 kg/l. Při výrobě se nejprve zkapalní vzduch a dusík se z něj poté oddělí destilaci. Kapalný dusík je vlastně vedlejší produkt výroby kyslíku. Kapalný dusík se používá především jako chladivo. Jako takový je schopný chladit až na teplotu svého varu. Nižší teploty dosahuje samozřejmě například třeba helium, nicméně skupenské teplo výparné je u hélia velmi malé a ke chlazení je ho tak potřeba velké množství. Skupenské teplo výparné dusíku je přibližně 200 kJ/kg. Dusík se převáží v takzvaných Dewarových nádobách. Jsou to velké vakuované termosky. Dusík se z nich čerpá pomocí kovové trubice, která je ke každé velikosti nádoby uzpůsobena délkou. Dusík je trubicí vyháněn vzduchem, který se do nádoby vhání pomocí obyčejné pumpičky. Na přívodním otvoru pro vzduch na čerpacím zařízení najdeme také válcovou kuželku, která reguluje možnost vzduchu unikat z lahve ven. Pokud chceme čerpat rychle i pomocí pumpičky, musíme mít tuto kuželku u lahve tak, aby těsnila. Dusík z lahve nevyléváme, mohlo by dojít k nevratnému poškození nádoby. Nádobu pokládáme šetrně a nevystavujeme ji nárazům.

Zásady bezpečného zacházení Kapalný dusík je kryogenní kapalina, proto je nutné při manipulaci s ním dodržovat bezpečnostní zásady. Kryogenní kapaliny uchováváme a přepravujeme vždy v otevřené nádobě. Nádoba nikdy nesmí být uzavřena. V tom případě dojde k explozi. Jakákoliv manipulace s nádobou a jejím víčkem se důrazně nedoporučuje – víčko může velmi snadno přimrznout k lahvi a výbuchu už není jak zabránit. Při práci s dusíkem dbáme na dostatečné větrání místnosti. Zejména při dlouhé práci v malé místnosti a s velkým odparem může dojít k nedostatku kyslíku a ztrátě


vědomí. Dušení dusíkem nevzbuzuje v organismu obranné reakce, často si ani neuvědomíme, že se nám špatně dýchá. Kryogenní kapaliny mohou snadno způsobit omrzliny a nekrózu tkáně. Při podchlazení tělo ztrácí citlivost, pocit bolesti nás proto nevaruje. Krátkodobé potřísnění malým množstvím není nebezpečné, dusík se rychle vypaří. Při potřísnění oděvu oddálíme zasaženou část od těla a necháme dusík odpařit. Při zatečení do obuvi musíme počkat až se dusík odpaří a snažit se nehýbat. Minimalizujeme tím postiženou plochu. Doporučujeme používat volný oděv a uzavřenou obuv. Vždy hlídáme vychlazené předměty, zejména kovové nástroje nebo porézní materiály, nikdy je nenecháváme kolovat. Při přelévání dusíku raději přeléváme do nádoby stojící na stole než do nádoby držené v ruce, pokud je to možné. Skleněné nádoby často střídáme, necháváme je občas postupně prohřát. Při představení a zejména při předvádění u stánku ve volném prostoru důsledně dodržujeme bezpečnou vzdálenost publika od pokusů, ta by neměla být menší než dva metry. Zejména malé děti mají tendenci se zatoulat někam, kde nemají co dělat, což v tomto případě představuje značné riziko. V žádném případě nenecháváme publikum bez našeho dozoru a svolení jakkoliv manipulovat s jakýmkoliv experimentálním vybavením. Kapalný dusík, stejně jako každá kryogenní kapalina je nebezpečný nejen svou nízkou teplotou. Dodržování těchto bezpečnostních zásad spolu se zvýšenou obezřetností podstatně snižuje riziko nehody a úrazu.

Popis jednotlivých experimentů Nalévání dusíku Kapalný dusík je látka, se kterou běžně nemáme zkušenosti. Už samotný pohled na přečerpávání a přelévání tohoto zkapalněného plynu je pro diváky poutavý. Je dobré používat více kádinek nebo skleničky s dvojitou stěnou. Dusík přelitý do kádinky prudce vře, po vychlazení stěn kádinky se var zmírní, ale neustane.

Leidenfrostův jev Při styku kapalného dusíku a povrchu s pokojovou teplotou dochází k takzvanému Leidenfrostovu jevu. Kapka kapalného dusíku se na povrchu rychle


odpaří a obalí se tak vrstvičkou plynu. Tato vrstva plynu zabraňuje předávání tepla a kapka se tak odpařuje pomaleji. Dále tato vrstva plynu vytváří plynový polštář, po kterém se kapičky mohou pohybovat téměř bez tření. Zviditelnit tento jev lze nalitím malého množství dusíku na tmavý plochý talíř, popřípadě projekcí zpětným projektorem při nalití například do Petriho misky.

Vlastnosti dusíku Viskozita dusíku a jeho povrchové napětí jsou proto teče zcela jinak než voda. Filtrační papír obdobně proteče přes vrstvu mleté kávy, čajový Dusík také velmi dobře vzlíná do porézních toaletního papíru, houbiček na nádobí.

výrazně menší než u vodu. Dusík pro něj nepředstavuje překážku, sáček nebo plstěným kloboukem. materiálů – papírových utěrek,

Obr. 1: Tečení dusíku filcovým kloboukem


Zmražené květiny Živá tkáň ponořená do dusíku má tendenci velmi rychle zmrznout. Pokud je navíc dost jemná, bude po zmrznutí velmi křehká a lze ji snadno rozdrtit v ruce. Vhodné k těmto pokusům jsou květiny a bylinky, typicky petržel nebo karafiáty. Naopak ovoce, jako jablka či banány, je zcela nevhodné, neboť jeho mražení trvá dlouho a přináší velkou spotřebu dusíku. Při dostatečně rychlém ponoření lze dosáhnout jevu, kdy na petrželce stihnou promrznout pouze tenké lístky, nikoliv však silnější stonky.

Obr. 2: Drcení zmrzlé petržele

Guma v dusíku Pružné látky obecně s klesající látkou ztrácí pružnost. Plastelínou lze zatloukat hřebíky a gumovou hadici můžeme rozbít na střepy. Hadice musí být opravdu gumová, nikoliv silikonová, vyztužení sítí vláken je velmi nežádoucí. Nejvhodnější jsou oranžové potravinářské hadice. Při provedení je třeba dávat pozor na odletující ostré a velmi studené střepy. Hadici je proto dobré rozbíjet definovaným způsobem. Při ponoření hadice do dusíku je možné pozorovat vedlejší jev. Dusík, který vře uvnitř hadice je vynášen hadicí ven a můžeme pozorovat fontánový efekt.


Obr. 3: Chlazení gumové hadičky

Obr. 4: Gumové střípky


Balonky v dusíku Výrobky z gumy křehnou a výrobky z plastů mají vzhledem k velkému vnitřnímu pnutí tendenci vybuchnout. Nafukovací balonek by se tedy měl rozpadnout na kousky. To můžeme ověřit i tak, že do balonku nalijeme trochu dusíku a rychle jej zavážeme (podržíme rukou). Balonek zamrzne, zkřehne a vypařující se dusík ho roztrhá. Zcela jinak pokus dopadne, pokud nafouknutý balonek do dusíku ponoříme, nebo jej zalijeme. Plyn v balonku se chová podle stavové rovnice a začne zmenšovat svůj objem. Poté vzduch uvnitř zkapalní a objem balonku klesne téměř na nulu. Na dne balonku pak můžeme pozorovat loužičku kapalného vzduchu. Na tuto část pokusu jsou proto vhodnější světlejší balonky. Do větší polystyrenové nádoby takto můžeme umístit překvapivě velké množství balonků. Ty pak můžeme před diváky do nádoby vkládat, nebo, pokud je máme připravené dopředu, je můžeme z nádoby vytahovat. Balonek vytažený z dusíku ohřívá a opět se proto nafukuje. V této fázi jej můžeme dát do dlaní vybraného dobrovolníka, který tak ucítí, jak se mu balonek nafukuje v rukou.

Obr. 5: Podchlazený balonek


Exploze filmovky Kapalný dusík se neustále odpařuje. Objem plynné fáze je mnohokrát větší než objem kapalné fáze. Když kapalný dusík hermeticky uzavřeme, nutně dojde k explozi. Vhodným prostředkem k demonstraci tohoto problému je krabička na filmové svitky. Její víčko nedrží příliš velkou silou, proto dojde pouze k vystřelení víčka. Do filmovky nalijeme malé množství čerstvě načepovaného dusíku (asi do poloviny výšky nádobky) a úderem dlaní filmovku zavřeme. Během několika sekund dojde k vystřelení víčka. Tento okamžik je možné oddálit použitím odstátého dusíku nebo vychlazením nádobky. Provedení tohoto pokusu s PET lahví důrazně nedoporučujeme. Střepů z PET lahve jsou schopny prorazit ocelové pletivo, spolehlivé zabezpečení této varianty je tak značně náročné.

Obr. 6: Filmovka před explozí

Dusíková fontánka Pokud chceme kapalný dusík dusík uzavřít, vždy musíme zachovat nějaký způsob, jakým se bude vyrovnávat tlak v nádobě s tlakem v okolí. Takto lze dosáhnout hezkých efektů. Do libovolné chemické baňky (varná, titrační, erlenmayerova) nalijeme větší množství dusíku. Baňku poté uzavřeme zátkou skrz kterou je vedena skleněná trubička. Vypařující se dusík zvýší tlak v uzavřené baňce a vytlačí tak kapalný dusík trubičkou ven. Kapalný dusík se ve volné atmosféře


rychle vypařuje a způsobí kondenzaci vodní páry ve svém okolí. Vidíme tak mohutný gejzír mlhy. Efekt trvá o to déle, čím delší část trubičky je ponořená a čím větší množství dusíku tak může z baňky odejít do volného prostoru.

Obr. 7: Mlha nad trubičkou


Míček v dusíku Zvýšení tlaku v nádobě můžeme demonstrovat také kryogenní variantou Heronova stroje. Do míčku na stolní tenis navrtáme nebo propálíme dvě tenké dírky tečně k povrchu míčku a přes průměr proti sobě. Pokud takový míček ponoříme do dusíku, kapalina nateče dovnitř a po vytažení ven se vypařuje a uniká dírkami ven. Tím roztáčí míček na principu akce a reakce na velmi velkou rychlost.

Obr. 8: Rotující míčekMíček v plné rychlosti


Hoření v dusíku Dusík má své české jméno podle toho, že dusí plamen. Ve vrstvě vypařeného dusíku nemůže hořet oheň, protože zde nenajdeme kyslík. Tento jev se dá demonstrovat například pomocí svíčky. Naopak prskavka má vlastní okysličovadlo a kyslík v okolí k hoření nepotřebuje. Hoří v plynném dusíku i v kapalném, ani v jednom prostředí však neprská. Dusík, do něhož byla ponořena prskavka se zakalí a je znehodnocen pro další pokusy, proto je nejlepší jej vylít.

Obr. 9: Hoření prskavky v dusíku

Žárovka v dusíku Nepřítomnost kyslíku v dusíkových parách zabraňuje hoření i v technických aplikacích. Dusíková atmosféra chrání vlákno žárovky před přepálením. Jak dusík chrání vlákno můžeme ukázat tak, že v něm rozsvítíme rozbitou žárovku. Žárovka bez baňky představuje živý vodič připojený k napětí 230V. Při provádění tohoto pokusu je tedy nutné dbát zvýšené opatrnosti při práci s elektřinou. Doporučujeme provádět pokus ve dvojici, kdy má jeden performer na starosti výhradně přívod elektrického proudu. Žárovku zbavujeme ochranné baňky pomocí diamantového hrotu, nouzi lze použít i diamantovou frézu. Kolečko na řezání skla je vzhledem k tvaru baňky


značně nevhodné. Baňku poté rozbíjíme pomocí lehkého kladívka, úder vedeme ostrou stranou kladiva. Žárovku je při rozbíjení vhodné obalit hadrem, případné střepy pak zůstanou zachycené v látce a lépe se nám podaří utlumit úder tak, aby nedošlo k poškození vlákna. Žárovku našroubujeme do objímky a připojíme ji k síti. Obvod zapneme až ve chvíli, kdy je žárovka v patici a je ponořená do dusíkových par, jinak dojde k okamžitému přepálení vlákna. Žárovku lze také rozsvítit v kapalině, nesmíme ji tam však nechat svítit dlouho – může dojít k lokální změně odporu vlákna a jeho přepálení. Chceme-li nechat žárovku svítit v kapalném dusíku, potřebujeme čerstvě načepovaný dusík. Znečištění prskavkami a zeleninou urychlí přehoření vlákna. Naopak odstátý dusík nad sebou vytvoří vrstvu bohatou na kyslík, která také urychluje hoření vlákna. Po vytažení z dusíku žárovka okamžitě přehoří. Nejprve ji odpojíme od napětí, pro jistotu vytáhneme i přívodní kabel a teprve poté ji můžeme vyšroubovat z objímky. Při přehoření žárovky projde sítí velký proudový puls, který může shodit jističe. Proto žárovky i zářivky provozujeme připojené přes vhodnou tlumivku, které tento proudový ráz omezí.

Obr. 10: Žárovka svítící v dusíku


Zářivka v dusíku Úsporná zářivka (rtuťová výbojka) po vychlazení začne měnit se vlastnosti. Dojde k poklesu jasu a změní se i vlastnosti luminoforu, takže zářivce zčervená chlazený konec. Při chlazení zářivky musíme být opět opatrní. Při dlouhém chlazení může dojít k explozi zářivkových trubic.

LED v dusíku Svítivá dioda po ponoření do dusíku změní šířku zakázaného pásu. Dojde tak ke změně vlnové délky emitovaného světla, což můžeme pozorovat jako změnu barvu LED. Výrazný efekt je vidět u žlutých LED, které přecházejí do zelena. Při ohřívání se barva vrací zpět ke žluté (oranžové).

Polévání dusíkem Lidské tělo vystavené kapalnému dusíku dojde poškození v podobě omrzlin a destrukce tkáně mrazem. Nicméně je možné lidskou kůži vystavit působení kryogenní kapaliny, aniž by došlo ke zranění. Pokud bude kůže v kontaktu s dusíkem po velmi krátkou dobu, ochrání ji Leidenfrostův jev a nic se nestane. Vhodným provedením může být polití ruky dobrovolníka malým množstvím dusíku. Při tomto pokusu je nutné si uvědomit jeho potenciální nebezpečí. Ruku poléváme pouze jednorázově, krátce a malým množstvím. Tkáň vystavená chladu rychle ztrácí citlivost a dobrovolník, natož pak my, si nemusí ani uvědomit, že již dochází k omrzlinám. K tomuto pokusu je tedy nutno přistupovat s patřičnou obezřetností a rozvahou. Pečlivě zkontrolujeme prostor kolem sebe a sledujeme, kam dusík vyléváme. Poléváme dlaň, nikoliv hřbet ruky – dusík se může zachytit na chlupech a způsobit tak lokálně bolestivé omrzliny. Polévaná ruka musí být zbavena všech náramků, hodinek a prstenů. Prsten se na ruce vychladí a smrští. Zabrání tak prokrvení tkáně a v kontaktu velmi rychle chladí tkáň. Tato nehoda může vést až k amputaci prstu. Dalším možným provedením je ponoření ruky performera do nádoby s dusíkem. Celý děj musí proběhnout v řádu jednotek sekund a nesmí se opakovat. Ruka opět rychle ztrácí citlivost a velmi snadno může dojít k poškození tkáně.


Obr. 11: Polévání dobrovolníka

Vaření mlhy Velmi efektním pokusem je slévání vroucí vody a kapalného dusíku. Z vroucí vody odchází velké množství vodní páry, která v kontaktu s dusíkem rychle kondenzuje a vytvoří tak hustou mlhu. Vodu a dusík sléváme rychle, zároveň a pokud možno z větší výšky. Připomínáme opatrnost, neboť pracujeme zároveň s horou vodou a kryogenní kapalinou. Kapaliny vyléváme do plechového kbelíku. Po slití jsou stěny kbelíku v teplotní nerovnováze – dno bude horké od vody a stěny velmi studené od dusíku. Mlha v kbelíku vzniká velmi ochotně po celkem dlouhou dobu. Je tak možné ji z kbelíku velmi dlouho vylévat.


Obr. 12: Slévání vody a dusíku

Obr. 13: Vznikající mlha


Scénář možného vystoupení Přijeli jsme za vámi proto, abychom vám ukázali několik pokusů z oblasti fyziky nízkých teplot. Co je to fyzika asi víte, co je to teplota nejspíš také. Ale jaká teplota je už nízká? Určitě jste si všimli téhle velké nádoby. Uvnitř je kapalný dusík. Dusík znáte jako plyn, ale zde je v podobě kapaliny. Můžeme si ho tu trochu napustit a podívat se jak vypadá. Je to čirá kapalina bez barvy a vůně. Vůni dusíku ostatně ucítíte, když se zhluboka nadechnete. Kolem nás je ho tu ve vzduchu až 80% a během našeho vystoupení ho ještě trochu přibude. Dusík také v kádince vře. Aby také ne. Jeho teplota varu je -196 °C (77 K) a teplota v této místnosti je asi o dvě stě stupňů vyšší. Nicméně kapalina, kterou tu v kádince vidíme má teď opravdu -196 °C. A klesá z ní bílá vodní mlha, protože klesá, bude asi studená. Ještě než se pustíme do dalších pokusů, musíme se seznámit s jedním jevem. Má dlouhé a složité jméno, jmenuje se Leidenfrostův jev. Projeví se tehdy, když se relativně studená kapka potká s relativně horkým povrchem – třeba voda na rozpálené pánvičce, nebo v našem případě studený dusík na o dvě stě stupňů teplejším talíři. Kapička dusíku se na povrchu rychle odpaří a obalí se tak vrstvičkou plynu. Tento plynový obal zabraňuje předávání tepla a kapička tak vydrží na talíři překvapivě dlouho. Navíc tento obal pomáhá kapce běhat po povrchu talíře jakoby bez tření. Leidenfrostův jev si zapamatujte, ještě se tu občas objeví. Kapalný dusík má spoustu jiných vlastností než třeba voda. Proti vodě je lehčí asi o pětinu. A navíc má jiné povrchové napětí a viskozitu, tedy vlastnosti, které ovlivňují jeho tečení. Kapalný dusík velmi ochotně proteče filtračním papírem a takovýhle klobouk, který sice celkem obstojně zadrží vodu, pro něj nepředstavuje žádnou překážku. Když máte kapalný dusík, nejvíc vás samozřejmě zajímá, co se stane, když se do toho něco ponoří. Začneme s něčím jednoduchým a živým. Máme tu trochu petrželky, kterou na chvilku ponoříme do dusíku. A téměř okamžitě zmrzla tak, že ji mohu rozdrtit rukou. A nejen to – drcené jsou pouze lístky, silnější stonky nestihly ještě zmrznout. Takto se dokonce v praxi bylinky drtí – zachovají si tak chuť a nenadělá se při tom nepořádek. Trochu složitější látkou než voda v listech petrželky je vulkanizovaný kaučuk –


guma. Víme, že guma je pružná, lze ji natahovat a ohýbat, aniž by se deformovala. Pokud ji však zchladíme, tuto svou vlastnost začne ztrácet a při teplotě kapalného dusíku je již tak křehká, že ji mohu rozbít kladivem na střepy. Mimochodem jak mohu poznat, že je tato hadička již vychlazená na teplotu dusíku? Dusík kolem ní přestane tak prudce vřít, var se uklidní. Pokud guma v dusíku zkřehne, co se v dusíku stane s nafukovacím balonkem? Zkřehne a praskne. To můžeme i vyzkoušet. Do tohoto balonku naliji trochu dusíku a zkusím ho zavázat. Vidíte, téměř ihned došlo k explozi. To je ostatně obecný problém všech kryogenních kapalin. Nikdy je nemůžete v nádobě uzavřít. I tahle naše veliká termoska, když jsme ji sem vezli, byla celou dobu uzavřená. Tady, v hrdle ležela jen tahle lehká polystyrenová zátka, která si občas po cestě poskočila. Dusík se totiž celou dobu uvnitř odpařuje a v nádobě tak pomalu ale jistě roste tlak, dokud něco nepovolí. Jak to dopadne vám také můžeme ukázat. Použijeme malou a neškodnou nádobku. Tohle je krabička na filmové svitky – filmovka. Její víčko drží tak slabě, že jej mohu sundat jedním prstem. Naliji do ní trochu dusíku a zavřu jej uvnitř. Víčko téměř ihned odletělo. To, že uvnitř uzavřené nádoby roste tlak, nám může pomoci k jednomu hezkému efektu. Tuto skleněnou baňku naplním dusíkem a za chvíli ji zavřu touto zátkou. Tou však vede tahle tenká skleněná trubička. Podívejte se, co se stane. Dusík vylétává trubičkou ven a ještě daleko od jejího ústí chladí vodní páru ve vzduchu, která nám tu tak vytváří tak krásný mlžný gejzír. Ještě bych se rád vrátil k nafukovacím balonkům. Balonek je celkem jemná věc a nesnese hrubé zacházení. Třeba jsme ho dusíkem zalili špatně. Třeba se potřebuje nejdříve trochu osmělit. Tentokrát ho nafouknu dopředu sám a v dusíku ho šetrně vykoupu. Vidíte, že se balonek zmenšuje. Objem vzduchu v něm totiž přímo závisí na teplotě (v kelvinech). A balonek nepraskl – šustí jako igelitový sáček. Stěna nafouklého balonku je totiž tenká a může se tak lépe ohýbat a lámat a díky tomu zůstane balonek celý. Já ho však budu chladit ještě více a když vám ho teď ukážu, vidíte, že se úplně rozplácl. Jeho objem je skoro nulový ale na dně plave malinká loužička. Co by to mohlo být za kapalinu. Voda to při minus dvě stě stupních určitě nebude, dusík dusíkem nezkapalním, takže to musí být to, co jsem do balonku nafoukl já svými plícemi. Je to kapalný vzduch. A když už jsme u míčků chtěli bychom vám ukázat tento speciální míček. Je to


inteligentní míček, podobně jako existuje inteligentní plastelína. Inteligentní míček se pozná tak, že když je mu zima, snaží se zahřát. A protože nemá inteligentní kabátek, začne se hýbat. To co nevidíte jsou dvě malinké dírky v míšku, které jsou navrtané tečně k jeho plášti. Těmi dovnitř natekl dusík. A jak se míček venku zahřívá, dusík se vypařuje, dírkami utíká ven a tím roztáčí míček až takhle rychle. Můžeme si také položit otázku, co se stane, když dámo dohromady dusík a něco hořlavého. Plamen svíčky má jistě více než tisíc stupňů, dusík má minus dvě sta. Při jejich kontaktu nastane obrovský teplotní šok, uvolní se spousta energie a očekáváme záblesk a výbuch. Nic takového se ale nestane. Svíčka prostě zhasne. Dusík má své jméno proto, že dusí plamen – v odpařeném dusíku prostě chybí kyslík, takže v něm nic hořet nemůže. Pokud si to ovšem kyslík nepřinese s sebou. Prskavky mají okysličovadlo v sobě. Pokud ji do dusíku vložíme zapálenou, nepřestane hořet, ale přestane prskat. Odlétávající kousky hořícího železa v dusíky rychle zhasnou. Prskavka zvládne hořet i v kapalině – dusík ji nestačí odebírat dostatek tepla na to, aby ji uhasil. Podobně také dusík chrání před shořením vlákno žárovky. Baňky žárovek jsou vyplněné právě dusíkem, protože pro svůj úkol stačí a je nejlevnější možností. Žárovku zbavenou baňky tak můžeme nechat svítit v parách nad hladinou docela dlouho a nezdá se, že by vlákno mělo shořet. Bude žárovka svítit i pod hladinou? Bude, dusík ji opět nezvládne uchladit. A abyste věřili, že je to opravdu vlákno obyčejné žárovky, vytáhnu jej na vzduch a nechám ho tu shořet. Hádám, že už od začátku našeho představení si kladete otázku, co by se stalo, kdyby do toho někdo sáhl. Na to má věda jednoduchou odpověď – provedeme experiment. Budeme potřebovat dobrovolníka, který se nebojí a navíc nemá na rukou prsteny, náramky ani hodinky. Použijeme raději tu ruku, kterou nepíšeš. Ukaž nám, že můžeš normálně hýbat prsty. Teď ti poliji dlaň. Cítíš něco? Můžeš ještě hýbat prsty? Tak to si žádá o potlesk. Naše ruce jsou chráněny Leidenfrostovým jevem. Ten nás chrání ovšem jen po krátkou dobu. Kdybychom ruku v dusíku nechali jen o chvilku déle, můžeme se s ní rozloučit. A na závěr bychom rádi zmizeli v oblaku mlhy. Před chvílí jsem vás tu tahal za nos s teplotním šokem. Teď se chystám slít dohromady vroucí vodu a tekutý dusík. Z vody bude odcházet velké množství páry a tu dusík ochladí. Pára zkondenzuje na malé vodní kapičky a vytvoří tak hustou mlhu. Takže připravte se, pozor...


Seznam vybavení •

Dewarova nádoba

•

nafukovací balonky

•

kapalný dusík (alespoň 4l na celé představení)

•

filmovky (3ks)

•

erlenmayerova baňka 300ml

•

gumová zátka s trubičkou

•

pingpongový míček s dírkami

•

sítko na čaj

•

zápalky

•

svíčka

•

prskavky

•

žárovky (75W, možno též 60W)

•

objímka na žárovku

•

tlumivka

•

zásuvka s vypínačem

•

diamantový hrot

•

hadr

•

kompaktní úsporná zářivka

•

oranžové LED se zdrojem

•

rychlovarná konvice

•

plechový kbelík

•

čepovací zařízení

•

pumpa

•

kožené nebo kevlarové rukavice

•

polystyrenové nádoby 1l, 5l

•

kádinky (3 na představení)

•

papírové utěrky

•

dřevěná prkénka

•

tmavý talíř, petriho miska nebo hodinové sklo

•

filtrační papír

•

klobouk

•

káva, čaj

•

toaletní papír

•

houbičky na nádobí

•

petržel kudrnka

•

gumová hadice potravinářská

•

kladívko 200g

Dokumentace projektu CZ.1.07/2.3.00/45.0040 Science Academy - kritický zp·sob my²lení a praktické aplikace p°írodov¥dných a technických poznatk· v reálném ºivot¥

Fotodokumentce pokus· s kapalným dusíkem


Obr. 1: mí£ek pohán¥ný dusíkem

Obr. 2: mí£ek pohán¥ný dusíkem


Obr. 3: zhá²ení sví£ky v parách

Obr. 4: prskavka v parách dusíku





Obr. 7: exploze lmovky

Obr. 8: zavírání lmonky


Obr. 9: lmovka p°ed výbuchem

Obr. 10: balonek chlazený dusíkem






Obr. 14: slévání vroucí vody a kapalného dusíku





Obr. 17: vznik mlhy

Obr. 18: vodní mlha





Obr. 21: rozbíjení ba¬ky ºárovky

Obr. 22: vlákno svítící v dusíkových parách





Obr. 25: vlákno svítící v kapalném dusíku






Obr. 29: zapojení ºárovky p°es tlumivku s vypína£em

Obr. 30: zapojení ºárovky p°es tlumivku s vypína£em


Obr. 31: prolévání dusíku p°es lcový klobouk

Obr. 32: prolévání dusíku p°es lcový klobouk

Kapalný dusík. Kapalný dusík je kryogenní kapalina, proto je nutné při manipulaci s ním dodržovat bezpečnostní zásady

Recommend Documents