Oxy lỏng: Tính chất và ứng dụng
Oxy lỏng, còn được gọi là LOx, là dạng lỏng của oxy phân tử và có nhiều ứng dụng trong hàng không vũ trụ, tàu ngầm và ngành công nghiệp khí đốt. Bài viết này sẽ đi sâu vào các tính chất vật lý của oxy lỏng và các ứng dụng quan trọng của nó trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
Tính chất vật lý
Các tính chất vật lý độc đáo của oxy lỏng làm cho nó trở nên vô giá trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Sau đây là các tính chất chính của oxy lỏng:
1. Mật độ và nhiệt độ
Ở áp suất khí quyển chuẩn (101,325 kPa), oxy lỏng có mật độ là 1,141 g/cm³, cao hơn một chút so với nước lỏng. Oxy lỏng có điểm đóng băng cực thấp ở 50,5 K (tương đương với -222.65 độ C) và điểm sôi là 90,188 K (tương đương với -182.96 độ C). Điều này cho phép oxy lỏng tồn tại trong điều kiện nhiệt độ cực thấp, làm cho nó phù hợp với nhiều ứng dụng khác nhau.
2. Quá trình hóa lỏng
Sản xuất oxy lỏng công nghiệp thường liên quan đến một quá trình gọi là chưng cất phân đoạn. Quá trình này bao gồm nén và làm mát không khí để tách nitơ và oxy. Do điểm sôi khác nhau, nitơ được tách ra trước, để lại oxy lỏng tương đối tinh khiết.
3. Ngoại hình và từ tính
Oxy lỏng có màu lục lam nhạt và có tính thuận từ mạnh. Nó có thể được treo giữa các cực của một nam châm móng ngựa mạnh.
4. Gây ra sự giòn của vật liệu và chất oxy hóa mạnh
Vật liệu tiếp xúc với oxy lỏng trở nên cực kỳ giòn do bản chất nhiệt độ thấp của nó. Ngoài ra, oxy lỏng là một chất oxy hóa mạnh, khiến các vật liệu hữu cơ cháy nhanh. Một số chất như than bánh, muội than, v.v., có thể phát nổ bất ngờ khi ngâm trong oxy lỏng và tiếp xúc với các nguồn gây cháy như ngọn lửa, tia lửa hoặc tác động nhỏ. Các sản phẩm hóa dầu, bao gồm cả nhựa đường, thường thể hiện hành vi này.
Các ứng dụng
Oxy lỏng có nhiều ứng dụng rộng rãi, trải dài trên nhiều lĩnh vực.
Sau đây là một số ứng dụng chính của nó.
1. Sử dụng trong y tế
Trong lĩnh vực y tế, oxy lỏng được sử dụng cho liệu pháp oxy để đảm bảo bệnh nhân nhận được nguồn cung cấp oxy đầy đủ. Máy bay tầm cao cũng sử dụng oxy lỏng để cung cấp oxy thở cho hành khách và phi hành đoàn.
2. Sản xuất công nghiệp
Quá trình sản xuất công nghiệp oxy lỏng liên quan đến quá trình chưng cất phân đoạn không khí lỏng. Với tỷ lệ mở rộng là 1:861, oxy lỏng được sử dụng rộng rãi trong sản xuất công nghiệp hiện đại, bao gồm luyện kim, kỹ thuật hóa học và sản xuất điện tử. Trong nhiều ứng dụng công nghiệp, mọi người sử dụngmáy phun hơi nước xung quanhđể lấy lại trạng thái khí của nó vào ứng dụng thông thường.
3. Chất oxy hóa
Oxy lỏng thường được sử dụng như một chất oxy hóa, đặc biệt là trong động cơ đẩy tên lửa. Nó được kết hợp với nhiều loại nhiên liệu khác nhau như hydro lỏng, dầu hỏa hoặc mêtan để cung cấp lực đẩy đáng kể, đưa tàu vũ trụ vào quỹ đạo. Nó đóng vai trò quan trọng trong kỹ thuật hàng không vũ trụ.
Cân nhắc an toàn
Do nhiệt độ thấp và tính chất oxy hóa, oxy lỏng có một số rủi ro nhất định. Nitơ lỏng có điểm sôi thấp hơn oxy lỏng và các bình chứa nitơ lỏng có thể ngưng tụ oxy từ không khí. Do đó, sau khi hầu hết nitơ đã bốc hơi khỏi bình như vậy, oxy lỏng còn lại có thể phản ứng dữ dội với các vật liệu hữu cơ, gây ra nguy cơ nổ. Ngược lại, nitơ lỏng hoặc không khí lỏng có thể được làm giàu oxy bằng cách để chúng ở ngoài trời, vì oxy trong khí quyển hòa tan trong chúng, trong khi nitơ bốc hơi ưu tiên.
