Tartalom
A levegő 80% nitrogénből és 20% oxigénből áll, és mindkét elem forráspontja eltérő: az oxigén forráspontja -183 Celsius fok, a nitrogéné pedig a -196 Celsius fok. Ez a fizikai tulajdonság, amely különböző forráspontokat tartalmaz, elválasztásra szolgál. Alapvetően a levegőt lehűtik arra a pontra, ahol az oxigén folyékony lesz. A cseppfolyósított oxigént könnyen elválaszthatják a többi gáztól, a maradékot pedig ismét lehűtik folyékony nitrogén képződéséhez.
A Linde-folyamat
A Linde-eljárás a Joule-Thomson-effektust használja a nitrogén és az oxigén cseppfolyósításához a levegőből, és ezt otthonában láthatja, amikor kiadja a permeteződobozok tartalmát. Észre fogja venni, hogy amint a dobozból kifolyik a gáz, lehűl. Linde folyamata folyamatosan használja a Joule-Thomson-effektust (a levegő ismételt összenyomása és kiterjesztése), amelynek eredményeként a levegő eléri a forráspontját, folyadékossá válik és elválik a többi gáztól. A termodinamikai magyarázat erre az, hogy a gáz tágulásával a molekulák potenciális energiát nyernek és kinetikus energiát veszítenek - a kinetikus energia csökkenése azt jelenti, hogy a molekulák lassabban fognak mozogni és kevesebb ütközésük lesz, ezért a hőmérséklet kisebb. E csökkenés után fontos, hogy a rendszert elkülönítsék, hogy ne cserélhessen hőt a környezetével.
Nem csak nitrogén és oxigén
A levegő kisebb mennyiségben tartalmaz argont és más nemesgázokat is, például neont, héliumot, kriptont és xenont, fontos megjegyezni, hogy oxigént és folyékony nitrogént forgalmazó vállalatok is értékesítenek argont. A levegő természetesen tartalmaz szén-dioxidot és hidrogént is, de ezeket más ipari eljárásokkal nyerik.
