Isi
Udara terdiri dari 80 persen nitrogen dan 20 persen oksigen dan titik didih kedua elemen berbeda: titik didih oksigen adalah -183 derajat Celcius dan untuk nitrogen berada pada kisaran -196 derajat Celcius. Sifat fisik ini, yang mengandung titik didih yang berbeda, digunakan untuk memisahkannya. Pada dasarnya udara didinginkan hingga oksigen menjadi cair. Oksigen yang dicairkan dengan mudah dipisahkan dari sisa gas dan sisanya didinginkan kembali untuk menghasilkan nitrogen cair.
Proses Linde
Proses Linde menggunakan efek Joule-Thomson untuk mencairkan nitrogen dan oksigen dari udara, dan Anda akan dapat melihatnya di rumah saat melepaskan isi kaleng semprot. Anda akan melihat bahwa saat gas keluar dari kaleng, ia mendingin. Proses Linde menggunakan efek Joule-Thomson secara terus menerus (memampatkan dan memuai udara secara berulang-ulang), yang akhirnya menyebabkan udara mencapai titik didihnya, menjadi cair dan terpisah dari gas-gas lainnya. Penjelasan termodinamika untuk hal ini adalah, saat gas mengembang, molekul memperoleh energi potensial dan kehilangan energi kinetik - penurunan energi kinetik berarti molekul akan bergerak lebih lambat dan tumbukan lebih sedikit dan, oleh karena itu, suhunya menjadi lebih kecil. Setelah penurunan ini, penting bahwa sistem diisolasi agar tidak terjadi pertukaran panas dengan lingkungannya.
Bukan hanya nitrogen dan oksigen
Udara juga mengandung argon dan gas mulia lainnya dalam jumlah yang lebih kecil, seperti neon, helium, kripton dan xenon, perlu diketahui bahwa perusahaan yang menjual oksigen dan nitrogen cair juga menjual argon. Udara, tentu saja, juga mengandung karbon dioksida dan hidrogen, tetapi diperoleh melalui proses industri lainnya.
