Liquificação de oxigênio, nitrogênio e hélio requer resfriá -los a temperaturas extremamente baixas. Isso é alcançado através de um processo chamado destilação criogênica . Aqui está um colapso simplificado:

1. Compressão e resfriamento:

* Comprime o gás: O gás é comprimido com alta pressão, o que aumenta sua temperatura.
* esfriar o gás comprimido: O gás comprimido é então resfriado usando uma série de trocadores de calor. Isso pode ser feito usando um sistema de refrigeração ou explorando o efeito Joule-Thomson (onde o gás esfria à medida que se expande).

2. Destilação criogênica:

* Destilação fracionária: O gás comprimido e resfriado é passado por uma coluna alta chamada coluna de destilação fracionada.
* Gradiente de temperatura: A coluna foi projetada para ter um gradiente de temperatura, sendo o topo o mais frio e o fundo sendo o mais quente.
* Separação: À medida que o gás se move na coluna, ele esfria ainda mais. Os componentes com os pontos de ebulição mais altos (oxigênio, depois o nitrogênio) condensam em diferentes níveis na coluna, enquanto o componente de ponto de ebulição mais baixo (hélio) permanece gasoso.
* Coleção : O oxigênio líquido e o nitrogênio são coletados em seus respectivos pontos de condensação, e o hélio gasoso é coletado no topo da coluna.

Temperaturas específicas:

* oxigênio: -183 ° C (-297 ° F)
* nitrogênio: -196 ° C (-321 ° F)
* hélio : -269 ° C (-452 ° F)

Considerações importantes:

* Alta pressão: Manter a alta pressão ao longo do processo é crucial para a liquefação bem -sucedida.
* isolamento eficiente: Todo o sistema precisa ser extremamente bem isolado para impedir a transferência de calor dos arredores, o que pode fazer com que os gases liquefeitos fervam.
* Segurança: Os gases liquefeitos são altamente voláteis e requerem manuseio e armazenamento especializados para evitar explosões ou asfixia.

Aplicações comerciais:

A destilação criogênica é amplamente utilizada nas seguintes indústrias:

* Medical: O oxigênio líquido é usado para fins médicos, como em hospitais e oxigenoterapia doméstica.
* Industrial: O nitrogênio líquido é usado para congelamento, moagem criogênica e outros processos industriais.
* Pesquisa científica: O hélio líquido é crucial para pesquisa de supercondutividade, ressonância magnética e outros experimentos científicos.

É importante observar que essa é uma explicação simplificada. O processo real de liquefação desses gases envolve engenharia complexa e equipamentos sofisticados.