Vloeibare lug

Water verander in stoom wanneer dit gekook word. Stoom kondenseer (verander terug in water) by 100 °C. By omtrent -200 °C kondenseer gewone lug ook tot 'n vloeistof: vloeibare lug. Mense wat in nywerheidsgebiede woon, het seker al soms die spesiale tenkwaens gesien waarmee vloeibare suurstof (wat van vloeibare lug gemaak word) vervoer word. Die pype en kleppe van hierdie tenkwaens is met ys bedek.

'n Vuurpyl word gelaai met vloeibare suurstof, wat kortweg LOX, van die Engels "liquid oxygen" genoem word.

Die ys word gevorm vanweë die lae temperatuur van die vloeistof in die tenk, wat die waterdamp in die lug laat kondenseer en verys. Sekere soorte gas, bv. chloor, ammoniak en swaweldioksied, kan in vloeistof verander word deur dit teen normale temperature saam te pers. Talle ander gasse, insluitende die in die lug, moet egter afgekoel word. Druk alleen is nie genoeg om dit in 'n vloeistof te laat verander nie.

Geskiedenis

Vroeg in die 19de eeu het Michael Faraday en ander wetenskaplikes enkele gasse laat vervloei deur dit slegs saam te pers. Vir vyftig jaar daarna het baie mense probeer om ook lug deur middel van slegs samepersing te laat vervloei. Dit was eers in die sestigerjare van die 19de eeu dat die wetenskaplikes besef het dat naas samepersing ook verkoeling nodig is om al die gasse wat in die atmosfeer aanwesig is, te vervloei. Teen ongeveer 1880 het Cailletet vir die eerste keer daarin geslaag om 'n klein bietjie vloeibare suurstof en vloeibare stikstof te berei. Karl von Linde het sy eerste masjien in 1895 gebou.

Die eienskappe van vloeibare lug

Vloeibare lug is 'n kleurlose of bleekblou vloeistof wat so koud is dat dit net in ʼn spesiale houer - 'n sg. Dewarfles – gehou kan word. Hierdie fles het 'n dubbele wand soos die bekende vakuumfles, wat eintlik uit die Dewarfles ontwikkel het. Tussen die wande is 'n lugleegte, wat die inhoud van alle hitte van buite afsluit. As vloeibare lug uit so 'n fles in ʼn gewone houer gegiet word, begin dit kwaai kook en die houer word met 'n dik laag ys bedek.

Na 'n kort rukkie kook al die vloeistof. weg. Die vloeistof is so koud dat 'n tamatie wat daarin gevries is – soos glas in klein stukkies sal breek as mens dit met 'n hamer slaan. Vloeibare lug bestaan hoofsaaklik uit suurstof, stikstof en argon. Vloeibare stikstof kook by -195,8 °C, vloeibare argon by -185 °C en vloeibare suurstof by -182 ° C. As vloeibare lug 'n ruk lank laat staan word, kook die stikstof en argon vinniger as die suurstof weg en bly vloeibare suurstof, wat 'n diepblou kleur het, agter.

Deur 'n proses wat gefraksioneerde distillasie genoem word, kan die verskillende bestanddele in vloeibare lug geskei en stikstof, suurstof en argon daaruit verkry word, asook die gasse neon en xenon, wat in klein hoeveelhede ook in die lug aanwesig is.

Die gebruike van vloeibare lug

Sewentig jaar gelede was vloeibare lug 'n duur en skaars nuwigheid. Vandag is dit 'n goedkoop en volop grondstof wat vir 'n groot verskeidenheid gebruike aangewend word. Deur dit te distilleer, word suurstof en stikstof verkry. Suurstof word vir sweiswerk en in medisyne gebruik, en gedurende die laaste jare word vloeibare suurstof in groot hoeveelhede as 'n oksideerder vir die brandstof van vuurpylmotore gebruik. In die nywerheid word stikstof veral gebruik om ammoniak te berei. Die seldsame gasse wat uit vloeibare lug verkry word, word in die gloeilampnywerheid gebruik. Gloeilampe word met argon gevul, en neon is die gas wat in die bekende reklameligte (neonligte) gebruik word.

Linde se vloeibare lug-masjien

As 'n mens 'n fietsband oppomp, word die pomp warm. Dit gebeur omdat die lug in die pomp warm word as dit saamgepers word. As hierdie proses omgekeer word, d.w.s. wanneer 'n hoë druk op lug skielik weggeneem word, koel dit af. Linde se apparaat maak van hierdie waarneming gebruik en werk soos volg: Droë en koolsuurgasvrye lug word deur 'n meganiese pomp onder hoe druk saamgepers en dan deur 'n verkoelingspiraal gestuur sodat die hitte wat in die saampersproses ontwikkel het, weggelei kan word.

Die afgekoelde saamgeperste lug word deur 'n nou pyp uitgelaat, waardeur dit as gevolg van die drukvermindering nog verder afgekoel word. Die koue lug word deur 'n pyp wat die toevoerpyp omsluit, na die kompressor teruggestuur sodat die inkomende lug, wat nog deur die klep moet ontsnap, nog verder afkoel. Die lug wat deur die klep ontsnap, word dus steeds kouer, en as die masjien lank genoeg loop, daal die temperatuur so laag dat die lug wat by die klep uitkom, in vloeistof verander.

Bronnelys

• KENNIS, 1980, ISBN 0798108231, volume 1, bl. 158