Was ist eigentlich gefrorene Luft? Ist das gefährlich?
Entsteht dabei irgendwas?
Danke
Sine
Hi Sine,
Was ist eigentlich gefrorene Luft?
kommt auf den Zusammenhang an, Details wären nicht nur schlecht.
Wenn Du meinst, fester Sauerstoff und fester Stickstoff, dann hat das ganze eine Temperatur von rund -210 °C und das ist sicher verdammt kalt.
Ist das gefährlich?
Wenn es das ist, was ich oben vermutet hab, besteht die Gefahr der Erfrierung.
Entsteht dabei irgendwas?
???
Gandalf
Hallo,
Was ist eigentlich gefrorene Luft?
Saukalt !!
Ist das gefährlich?
Nur wenn intravenös eingenommen!
Entsteht dabei irgendwas?
Geringe Mengen Lufteis
SCNR eljot
Geringe Mengen Lufteis
Nicht zu verwechseln mit Luftschokolade
Hallo Sine,
bei gefrorener Luft fallen mir erstmal verflüssigte Luft oder flüssiger Stickstoff ein.
Aber der Reihe nach, mal unabhängig von der Materie, um die es geht. Kann dabei etwas Entstehen? Beispiel Wasser, wenn du Wasser einfrierst, bekommst du Eis. So gesehen entsteht also etwas: ein Festkörper. Gefährlich ist der nicht, aber kalt.
Nun ist Luft kein reiner Stoff, sondern ein Gasgemisch. Der Hauptbestandteil von Luft ist Stickstoff (78%), als zweithäufigstes kommt der Sauerstoff (21%) und dann hat man noch ein bisschen Argon und Kohlendioxid, ein paar Edelgase, Wasserstoff etc.
Wenn ich jetzt erstmal vom Stickstoff ausgehe, da hab ich hier
http://www.pi1.physik.uni-stuttgart.de/Vorlesungsver… ein Zustandsdiagramm gefunden (allerdings finde ich bei einem Satz in der Beschreibung, dass das nicht zum Diagramm passt, ist hier aber nicht so wichtig). In dem Diagramm sieht man, dass Stickstoff abhängig vom Druck und von der Temperatur gasförmig, flüssig oder fest vorkommen kann.
Im Otto-Normalleben herrschen allerdings solche Bedingungen, dass Stickstoff gasförmig ist. Industriell wird Stickstoff oft verflüssigt und zum Kühlen verwendet. Gefährlich kann das nur unter bestimmten Umständen werden. Wenn man so einen Schwall flüssigen Stickstoff abbekommt, macht das überhaupt nichts, das verdampft zu schnell, weil der Temperaturunterschied so groß ist. 77K=-196°C Wenn man das allerdings mit mehr flüssigem Stickstoff macht, wird das verdammt kalt. Man muss dann z.B. auch aufpassen, dass man nicht z.B. ein Stück Metall stark abkühlt und dann anfasst oder so was. (Ich kann mich auch dunkel erinnern, dass mal an einer Uni ein Unfall war, bei dem ein Physikstudent umgekommen ist. Göttingen glaub ich. Und der ist meine ich auch nicht erfroren, sondern erstickt).
Wenn man anfängt Luft zu verflüssigen, dann wird zunächst mal, Wasser, was auch in der Luft enthalten, ist ausfrieren*, von den wichtigen Bestandteilen Stickstoff und Sauerstoff, wird zunächst der Stickstoff flüssig. Hier ein Link zur Verflüssigung von Luft:
http://www.micrecol.de/luftB5.html Offensichtlich wird erst alles verflüssigt, um dann Stickstoff abzudestillieren.
Und hier http://www.uni-muenster.de/Chemie.ac/lehre/dl-dpl/tu… ist auf Seite 22 ein Siedediagramm für ein Sauerstoff-/Stickstoff-System. Im Prinzip zeigt das, zu welch unterschiedlichen Anteilen, die jeweiligen Komponenten flüssig bzw. in die andere Richtung gasförmig werden.
Historisch sprach Dewar bereits von gefrorener Luft http://www.wissenschaft-online.de/abo/spektrum/archi… unter 1899, erster Abschnitt
Er hat die Luft bei -240°C=33K in einem Glasröhrchen ausgefroren.
So, ich hoffe, das hilft ein wenig weiter, praktikabel für den Hausgebrauch ist das natürlich alles nicht.
Viele Grüße,
foo
* Das hast du ja auch im Winter, wenn es richtig kalt wird. Literarisch mag man dann vielleicht auch von gefrorener Luft sprechen, physikalisch ist das natürlich Unsinn.
Hallo, Foo,
ich möchte Sines Frage mal ein wenig weiterführen.
Nehmen wir einmal ein gewisses Volumen normaler Erdatmosphäre - vulgo „Luft“ genannt.
Wenn wir das nun abkühlen, wird als erstes wohl das Wasser gefrieren.
Wie geht es mit den anderen Bestandteilen weiter, wenn wir immer weiter kühlen? Wie liegen dann die Schichten übereinander? Wassereis zu unterst …
Ja, ich weiß, ich sollte googeln, dann könnte ich das selbst herausfinden, aber Du oder Gandalf habt das sicher parat?
Grüße
Eckard
Hallo Eckard,
nein, parat hab ich nichts, ich hab auch kein Phasendiagramm von Luft gefunden. Das wird auch höllisch kompliziert sein. Allein Wasser ist da schon eine Spezialität für sich.
Es ist mit Sicherheit nicht so, dass du Schicht für Schicht bekommst. Auch beim Verflüssigen hat man erstmal keine deutlich Separation. Das ist vielleicht in meinem ersten Posting nicht richtig rübergekommen, ich wollte es nciht zu kompliziert machen. Und wie das dann genau beim Gefrieren aussieht - keine Ahnung. Latzten Endes hängt es auch daran, wie die Wechselwirkungen der Teilchen zueinander sind. Wenn z.B. die Anziehungskräfte zwischen A und B kleiner sind als A mit A, dann wird sich A eben eher mit A zusammenlagern, wenn jedoch AB größer ist als AA, dann wird man verstärkt AB finden. Aber auch wenn du bevorzugt AAAAAA, BBBBB findest, hast du sicher trotzdem noch Mischmasch. Dann hängt es noch an der Geschwindigkeit, allerdings glaube ich nicht, dass es bei Luft möglich ist, die schockzufrosten.
Und natürlich druck- und temperaturabhängig.
Nee, da kann ich nicht weiterhelfen, ich weiß nur, dass so etwas beliebig kompliziert werden kann.
Viele Grüße,
foo
und außerdem hab ich mich naürlich vertan, was die Siedepunkte von Stickstoff und Sauerstoff angeht.
Siehe uni-muenster-Link S. 21. Sauerstoff hat die höhere Siedetemperatur.
(Das kommt davon, wenn man erst schreibt und dann denkt.)
Hallo Foo,
danke, das hat mich doch schon mal weitergebracht.
Das Wasser in der Luft lassen wir mal weg, (wir nehmen einfach an, dass die Temperatur unserer Luft unter 279K liegt). Auch das eine Prozent unterschiedlicher Gase lassen wir mal beiseite (lohnt sich ja nicht).
Jetzt würden bei 63,29K als erstes die ~ 78% Stickstoff erstarren und wenn wir weiter kühlen werden die ~ 21% Sauerstoff bei ca. 55K ausfallen.
(Ich habe Volumenprozente genommen, massemäßig sind es ca 75.5% N2 und 23% Sauerstoff)
nachlesen kann man das hier http://www.stadtklima.de/stuttgart/s-luft/zusammense…
Interessant fand ich übrigens die Angabe, dass der Volumenanteil von CO2 sich von 0.026% (vorindustriell) auf 0.035% (heute) erhöht hat. Das hat mich doch stark erstaunt, ich hätte eine derart massive Zunahme von etwa einem Drittel nicht erwartet. Das dies erhebliche Auswirkungen haben muss, wird demnach wohl klar.
Grüße
Eckard (der wieder ein wenig schlauer geworden ist)