Azoto liquido e ghiaccio secco: che cosa sono e perché vanno usati con cautela!

[Lucrezio]

Come mi è stato chiesto da rera, scrivo questa brevissima guida, con l'intento di spiegare che cosa sono il ghiaccio secco e l'azoto liquido e quali sono le precauzioni che è bene adottare

Azoto liquido
L'azoto è un gas inodore ed incolore, presente nell'atmosfera per il 78%. La molecola di azoto è formata da due atomi uniti da un triplo legame, che la rende estremamente stabile e quindi molto poco reattiva chimicamente a temperature e pressioni ordinarie (o più basse!). Alla pressione di un'atmosfera, il suo punto di ebollizione è 77 °K, ovvero 196 gradi sotto zero. Si ottiene dall'aria per distillazione frazionata e viene venduto commercialmente liquido in bombole. A causa della pressione elevatissima, la sua temperatura, mentre sta nella bombola, è quella ambiente; non appena esso viene però portato a pressione atmosferica inizia ad evaporare velocissimamente, raffreddandosi fino a temperature prossime a quella di ebollizione.
I pericoli associati all'utilizzo dell'azoto liquido sono principalmente due:
- data la bassissima temperatura che si raggiunge, può provocare ustioni da freddo anche molto gravi, con necrosi dei tessuti e danni anche estesi. In pratica l'idea è che se immergete una mano nell'azoto liquido rischiate che debbano amputarvela! In particolare, i tessuti raffreddati a tal punto perdono completamente elasticità e rischiano di spezzarsi, letteralmente, come se fossero fatti di vetro.
- l'azoto è chimicamente inerte, ma può essere pericoloso in quanto, se a bassa temperatura, è più pesante dell'aria e tende a depositarsi in basso. Ovviamente non è possibile respirare azoto, quindi, se ce n'è abbastanza da creare un deposito consistente, c'è il rischio di soffocamento.
Le precauzioni da prendere sono quindi quelle ovvie:
- usare indumenti protettivi adatti, quali guanti spessi da lavoro, un camica, occhiali di protezione
- lavorare sempre in un locale ben areato, se necessario con l'ausilio di una ventola.

Ghiaccio Secco
Il ghiaccio secco non è altro che anidride carbonica allo stato solido. Si tratta di un solido molecolare, quindi instabile a temperature non sufficientemente basse, simile al ghiaccio nell'aspetto (bianco o trasparente). Il punto triplo della CO2 è a 5,18 Bar, quindi, a pressioni ordinarie, non esiste lo stato liquido. Questo significa che il ghiaccio secco non si scioglie ma sublima; la temperatura di sublimazione, a pressione atmosferica, è di -78 °C. Questa temperatura è quella di equilibrio termodinamico fra fase solida e fase gassosa, che non viene mai raggiunta in quanto la CO2 tende a disperdersi; tuttavia, utilizzando recipienti profondi, si possono raggiungere temperature dell'ordine dei 70 gradi sotto zero e in soluzione di etanolo o acetone si arriva vicinissimi ai -78.
I rischi associati all'uso del ghiaccio secco sono gli stessi associati all'azoto liquido, con in più il fatto che l'anidride carbonica, a differenza dell'azoto, ha una certa reattività: in particolare è abbastanza solubile in acqua, dove idrolizza a bicarbonato e ione idrogeno, conferendo quindi alle soluzioni una certa acidità (pH intorno a 5): ne segue che, in presenza di unnidità, la CO2 è leggermente corrosiva per i metalli. Inoltre respirando aria ricca di CO2 si possono avere irritazioni alle mucose della bocca e del naso, sempre per via della sua acidità.
A differenza dell'azoto, la CO2 è più pesante dell'aria a prescindere dalla temperatura, quindi tende sempre a depositarsi sul fondo. Essendo soffocante (per quanto non tossica) è quindi a maggior ragione necessario lavorare con un'adeguata ventilazione.

Perché raffreddano
La risposta "perché sono freddi" è ovviamente poco soddisfacente, in quanto se utilizzaste un blocco di metallo alla temperatura otterreste un raffreddamento efficiente solo per un breve periodo!
Il processo che garantisce il loro funzionamento è l'evaporazione: passando dallo stato liquido (solido) a quello gassoso si vengono a rompere delle forze intermolecolari piuttosto consistenti (soprattutto nei solidi). Il processo richiede energia, che dev'essere assorbita dall'esterno sotto forma di calore. In più, per motivi termodinamici, finché sono presenti tutte e due le fasi di interesse la temperatura, a meno di piccole oscillazioni dovute alla non efficiente agitazione, si mantiene pressapoco costante.

Direi che è tutto, per informazioni sono qui!

[rera]

Ti ringrazio per avere scritto la guida così presto

[F1R3BL4D3]

Lucrezio sempre "the best" per quanto riguarda la parte scientifica...

[Lucrezio]

Originariamente inviato da F1R3BL4D3

Lucrezio sempre "the best" per quanto riguarda la parte scientifica...

Senza esagerare
(No, che sennò mi capita Cristina a casa e mi fa un così )

[wiltord]

che dire,

argomento interessantissimo

[runk]

grande davvero,ottima guida

adesso però ne serve una che spiega come usarli,coibentazione e altro...o è contro il regolamento?!

ciao ragà!

[rera]

no, figurati

Questo è un thread che doveva esserci per forza, si tratta di materiali che vanno maneggiati con cura

Ora devo trovare qualcuno che scriva una guida sull'utilizzo per bench del ghiaccio secco e dell'azoto. Ho già in mente qualcuno ferrato in materia

[runk]

Originariamente inviato da rera

no, figurati

Questo è un thread che doveva esserci per forza, si tratta di materiali che vanno maneggiati con cura

Ora devo trovare qualcuno che scriva una guida sull'utilizzo per bench del ghiaccio secco e dell'azoto. Ho già in mente qualcuno ferrato in materia

mai detto che non fosse utile,anzi,la parte scientifica mi interessa molto dato che mi piace molto la fisica!

allora vai a riempire la casella privata di sto tizio se è del forum!

ciao grande mod!

[Lucrezio]

Originariamente inviato da rera

no, figurati

Questo è un thread che doveva esserci per forza, si tratta di materiali che vanno maneggiati con cura

Ora devo trovare qualcuno che scriva una guida sull'utilizzo per bench del ghiaccio secco e dell'azoto. Ho già in mente qualcuno ferrato in materia

E perché per molto meno di aver parlato di usare azoto liquido o quant'altro senza dettagliati riferimenti alla sicurezza in scienza e tecnica ci scappa il morto (forumisticamente parlando, ovviamente )

[wolfnyght]

ottimo lavoro!
Con questi 2 materiali usati per il raffreddanento estremo non si scherza!
una miniguida così si sentiva propio il bisogno di inserirla!

Prima regola ambiente ben areato!
seconda regola non ci si gioca con questio materiali!
terza ed ultima regola và bene overclokkar anche la lavatrice ma lasciarzi pezzi del propio corpo o la pellaccia stessa non valgon la pena(parla uno che overclokkerebbe anche la morosa)

[Lucrezio]

Originariamente inviato da wolfnyght

(parla uno che overclokkerebbe anche la morosa)

[overjet]

Veramente sublime...

Ed ora il domandone...

Dove si possono reperire l'azoto liquido e/o il ghiaccio secco ?!?

[gianlu71]

se cerchi con google ne trovi quanti ne vuoi, ma mentre per il ghiaccio secco ordini e ti arriva (o te lo vai a prendere) per l'azoto ci vogliono dei contenitori appositi e certificati (te li puoi comprare o in alcuni casi te li noleggiano) che si chiamano dewar.

[Lucrezio]

Originariamente inviato da overjet

Veramente sublime...

Ed ora il domandone...

Dove si possono reperire l'azoto liquido e/o il ghiaccio secco ?!?

Procurarseli non è difficilissimo, un po' più problematico è lo stoccaggio.
Per evitare che evaporino completamente, vanno tenuti in recipienti isolanti, ad esempio grossi vasi metallici con una camicia a vuoto all'interno in vetro (vasi Dewar) per il ghiaccio secco; per l'azoto liquido esistono contenitori simili completamente in metallo, se non sbaglio... Il problema è che costano un botto (anche dell'ordine di 1000€)!

[overjet]

Anche per il ghiaccio secco serve il dewar ?!?

Per utilizzarli praticamente inoltre serve un tubo con contatto sulla cpu ?!?

[runk]

Originariamente inviato da overjet

Anche per il ghiaccio secco serve il dewar ?!?

Per utilizzarli praticamente inoltre serve un tubo con contatto sulla cpu ?!?

= tolotto!

[gianlu71]

Originariamente inviato da overjet

Anche per il ghiaccio secco serve il dewar ?!?

no, il ghiaccio secco di solito viene consegnato in contenitori di polistirolo (tipo quelli delle mozzarelle )

[overjet]

E dove si può trovare il ghiaccio secco ?!?

[gianlu71]

Originariamente inviato da overjet

E dove si può trovare il ghiaccio secco ?!?

http://www.paginegialle.it/naviga/00...cio-secco.html

nn era difficile

[overjet]

Grazie.