Химия и Химики № 4 2014. Воздушный шарик и жидкий азот

Согласно уравнению состояния идеального газа (уравнение Клапейрона), объем газа прямо пропорционален температуре:

pV = nRT,

где p - давление, Па;
V - объем, м³;
T - температура, К;
R - универсальная газовая постоянная;
n = m/M - количество вещества, моль (m - масса газа, M - молярная масса).

Таким образом, при охлаждении газа его объем уменьшается, что можно наглядно продемонстрировать с помощью воздушного шарика и жидкого азота. Поместим надутый воздушный шарик в пластиковый лоток и будем лить на него жидкий азот из термоса. Шарик резко уменьшится в объеме, пока совсем не сморщится. Это будет сопровождаться потрескиванием.

Под действием жидкого азота можно достичь не просто резкого уменьшения объема воздуха внутри шарика, но и перехода воздуха в жидкое состояние - в шарике соберется небольшое количество мутной жидкости (муть - за счет перехода в твердое состояние паров воды и углекислого газа).

Если шарик аккуратно вынуть из жидкого азота, он нагреется и станет быстро надуваться. Вскоре он восстановит первоначальную форму и размеры.

Смотреть Видео (97 Мб, .avi )