ലിക്വിഡ് നൈട്രജനിൽ കൈ വയ്ക്കുന്നത് സുരക്ഷിതമാണോ? ലൈഡൻഫ്രോസ്റ്റ് പ്രഭാവത്തിന്റെ രഹസ്യങ്ങൾ

ഈ ബ്ലോഗ് പോസ്റ്റിൽ, ലിക്വിഡ് നൈട്രജനിൽ കൈ വയ്ക്കുന്നത് എന്തുകൊണ്ട് ശരിയാണെന്നും ലൈഡൻഫ്രോസ്റ്റ് പ്രഭാവം അതിനെ എങ്ങനെ വിശദീകരിക്കുന്നുവെന്നും മനസ്സിലാക്കുക. ശാസ്ത്രത്തിന് പിന്നിലെ ഈ കൗതുകകരമായ പ്രതിഭാസം പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുമ്പോൾ ഞങ്ങളോടൊപ്പം ചേരൂ!

ടെർമിനേറ്റർ 2 എന്ന സിനിമയിൽ, തോക്കുകൾ, പീരങ്കികൾ, ജ്വാലകൾ തുടങ്ങിയവയിൽ നിന്ന് പ്രഹരം ഏറ്റുവാങ്ങാൻ കഴിയുന്ന അതിശക്തനായ സൈബോർഗായ T-1000 നെ ദ്രാവക നൈട്രജനിൽ മരവിപ്പിച്ച്, ടെർമിനേറ്ററിൽ നിന്നുള്ള ഒരു പഞ്ച് ഉപയോഗിച്ച് ഊതിവീർപ്പിക്കുന്ന ഒരു രംഗമുണ്ട്. പലർക്കും ഈ രംഗം അവിസ്മരണീയമാണെന്ന് മാത്രമല്ല, ക്രയോജനിക് വസ്തുക്കളുടെ ശക്തിയുടെ മികച്ച ദൃശ്യ പ്രാതിനിധ്യം കൂടിയാണ്. ലിക്വിഡ് നൈട്രജന് ശാസ്ത്രീയവും വ്യാവസായികവുമായ വിവിധ ഉപയോഗങ്ങളുണ്ട്, കൂടാതെ വിവിധ പരീക്ഷണങ്ങൾക്കും സംഭരണ ​​പ്രവർത്തനങ്ങൾക്കും, പ്രത്യേകിച്ച് വളരെ കുറഞ്ഞ താപനിലയിൽ, അത് അത്യന്താപേക്ഷിതമാണ്.
നൈട്രജൻ വാതകം മൈനസ് 196 ഡിഗ്രി ഫാരൻഹീറ്റിൽ തിളച്ചുമറിയുന്നു, അതിനാൽ മൈനസ് 196 ഡിഗ്രി ഫാരൻഹീറ്റിനേക്കാൾ തണുപ്പുള്ളതും ഒട്ടുമിക്ക വസ്തുക്കളെയും തൽക്ഷണം മരവിപ്പിക്കാൻ കഴിയുന്നതുമായ ശക്തമായ ക്രയോജനിക് പദാർത്ഥമാണ് ലിക്വിഡ് നൈട്രജൻ. വാസ്തവത്തിൽ, സൂപ്പർകണ്ടക്ടറുകൾ പഠിക്കുമ്പോഴോ ജൈവ സാമ്പിളുകൾ ദീർഘകാലത്തേക്ക് സൂക്ഷിക്കുമ്പോഴോ ലബോറട്ടറിയിൽ ദ്രാവക നൈട്രജൻ ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. ഈ ശക്തമായ തണുപ്പിക്കൽ കഴിവിന് നന്ദി, ദ്രാവക നൈട്രജൻ ക്രയോജനിക് പരീക്ഷണങ്ങളിലും ചില പ്രക്രിയകളിൽ ആവശ്യമായ താപനില നിയന്ത്രിക്കുന്നതിനും മെക്കാനിക്കൽ ഭാഗങ്ങൾ ചുരുക്കുന്നതിനും ഉപയോഗിക്കുന്നു.
അപ്പോൾ നിങ്ങൾ ലിക്വിഡ് നൈട്രജൻ കൈ അകത്തേക്കും പുറത്തേക്കും വയ്ക്കുമ്പോൾ എന്ത് സംഭവിക്കും? രണ്ട് സെക്കൻഡിൽ കൂടുതൽ നേരം നിങ്ങൾ അത് ചെയ്താൽ, തീർച്ചയായും... നിങ്ങൾ സങ്കൽപ്പിക്കുന്നത് കൃത്യമായി ചെയ്യും. എന്നാൽ നിങ്ങൾ അത് ഒരു സെക്കൻഡ് മാത്രം അകത്തേക്കും പുറത്തേക്കും വയ്ക്കുകയാണെങ്കിൽ, നിങ്ങളുടെ കൈ പൂർണ്ണമായും ശരിയാകും. അതുപോലെ, ഒരു സാധാരണ റഫ്രിജറന്റായ ഡ്രൈ ഐസ്, നിങ്ങളുടെ നാവിൽ കുറച്ച് സമയം പിടിച്ച് പിന്നീട് കേടുപാടുകൾ കൂടാതെ നീക്കം ചെയ്യാൻ കഴിയും. ഈ ക്രയോജനിക് വസ്തുക്കളുമായുള്ള ഹ്രസ്വ സമ്പർക്കം എന്തുകൊണ്ട് ശരിയാണ്?
ലൈഡൻഫ്രോസ്റ്റ് പ്രഭാവം മൂലമാണ് ഇത് സംഭവിക്കുന്നത് എന്നതാണ് ചുരുക്കം. ഒരു ദ്രാവകം അതിന്റെ തിളനിലയേക്കാൾ വളരെ ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള ഒരു വസ്തുവുമായി സമ്പർക്കത്തിൽ വരുമ്പോൾ, വസ്തുവുമായി സമ്പർക്കത്തിലുള്ള ദ്രാവകത്തിന്റെ ഉപരിതലം മാത്രം തൽക്ഷണം ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെടുകയും ഒരു നീരാവി ഫിലിം രൂപപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു. ഒരു നീരാവി ഫിലിം രൂപപ്പെടുമ്പോൾ, രണ്ട് വസ്തുക്കൾക്കിടയിലുള്ള താപ കൈമാറ്റം തകരാറിലാകുന്നു. സ്വാഭാവികമായി സംഭവിക്കുന്ന ഒരു ഇൻസുലേറ്റിംഗ് ഭിത്തിയായി കണക്കാക്കാവുന്ന ഈ നീരാവി ഫിലിമിന് വളരെ കുറഞ്ഞ കാലയളവേയുള്ളൂ, അതായത് ഇത് ഒരു ചെറിയ കാലയളവിലേക്ക് മാത്രമേ താപ കൈമാറ്റത്തെ തടസ്സപ്പെടുത്തുകയും പിന്നീട് അപ്രത്യക്ഷമാവുകയും ചെയ്യുന്നു. അതുകൊണ്ടാണ് ഒരു സെക്കൻഡ് നേരം ദ്രാവക നൈട്രജനിൽ കൈ വച്ച ശേഷം അത് നീക്കം ചെയ്യുന്നത് ശരിയാകുന്നത്, ഒരു സെക്കൻഡ് നേരം നിങ്ങളുടെ നാവ് ഡ്രൈ ഐസിൽ ഒട്ടിച്ച് പിന്നീട് നീക്കം ചെയ്യുന്നത് ശരിയാകുന്നത്.
ലൈഡൻഫ്രോസ്റ്റ് പ്രഭാവം മറ്റ് സാധാരണ പ്രതിഭാസങ്ങളിലും കാണപ്പെടുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, നിങ്ങൾ ഒരു തുള്ളി വെള്ളം ഒരു ചൂടുള്ള പാത്രത്തിലേക്ക് ഇടുമ്പോൾ, അത് ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെടുന്നതിന് മുമ്പ് പാനിന്റെ ഉപരിതലത്തിന് ചുറ്റും നൃത്തം ചെയ്യുകയും ഉരുളുകയും ചെയ്യുന്നത് നിങ്ങൾ ശ്രദ്ധിച്ചിരിക്കാം. ഇത് ലൈഡൻഫ്രോസ്റ്റ് പ്രഭാവം മൂലമാണ്. ഒരു പാനിന്റെ ഉപരിതലം വെള്ളത്തിന്റെ തിളനിലയേക്കാൾ വളരെ ഉയർന്ന താപനിലയിൽ എത്തുമ്പോൾ, തുള്ളിയുടെ അടിഭാഗം തൽക്ഷണം ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെടുകയും വായു പാളി പോലെ ഒരു നേർത്ത ഫിലിം രൂപപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു, ഇത് തുള്ളി ഉപരിതലത്തിൽ നിന്ന് പുറത്തേക്ക് ചാടാൻ കാരണമാകുന്നു. ലൈഡൻഫ്രോസ്റ്റ് പ്രഭാവം നമ്മൾ ദിവസവും കാണുന്ന ഒരു പ്രതിഭാസമാണ്, പക്ഷേ അത് എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കുന്നുവെന്ന് മനസ്സിലാക്കുന്നത് ശാസ്ത്രത്തിന്റെ കൗതുകകരമായ ഭാഗമാണ്.
അപ്പോൾ ഒരു നീരാവി ഫിലിം രൂപപ്പെടുകയും താപ കൈമാറ്റം തടയുകയും ചെയ്യുന്നത് എന്തുകൊണ്ടാണ്? കാരണത്തിലേക്ക് കടക്കുന്നതിന് മുമ്പ്, താപം കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്ന മൂന്ന് വഴികൾ നമുക്ക് പെട്ടെന്ന് പരിശോധിക്കാം: ചാലകം, സംവഹനം, വികിരണം. താപം വഹിക്കുന്ന പദാർത്ഥമായ "മാധ്യമം" വഴിയുള്ള താപ കൈമാറ്റമാണ് ചാലകം; ഒരു മാധ്യമം ഉപയോഗിച്ചുള്ള താപ കൈമാറ്റമാണ് സംവഹനം; ഒരു മാധ്യമം ഉപയോഗിച്ചോ അല്ലാതെയോ വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങൾ വഴി ഉയർന്ന താപനിലയിൽ നിന്ന് താഴ്ന്ന താപനിലയിലേക്ക് താപം നേരിട്ട് കൈമാറ്റം ചെയ്യുന്നതാണ് വികിരണം. ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു ലോഹത്തിന്റെ ഒരു വശം ചൂടാക്കുമ്പോൾ, മറുവശവും ചൂടാകുന്നു, ഇത് ചാലകതയുടെ ഒരു പ്രതിഭാസമാണ്; ചൂടുവെള്ളവും തണുത്ത വെള്ളവും കലരുമ്പോൾ, വെള്ളം ഇളം ചൂടായി മാറുന്നു, ഇത് സംവഹനത്തിന്റെ ഒരു പ്രതിഭാസമാണ്; സൂര്യൻ പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന താപ ഊർജ്ജം ഭൂമിയിൽ എത്തുമ്പോൾ, അത് വികിരണത്തിന്റെ ഒരു പ്രതിഭാസമാണ്. എന്നിരുന്നാലും, യഥാർത്ഥ താപ കൈമാറ്റം കൂടുതലും ചാലകം, സംവഹനം, വികിരണം എന്നിവയുടെ മിശ്രിതമാണ്, അതിനാൽ താപ കൈമാറ്റത്തിന് ഒരു ഘടകം മാത്രമേ ഉത്തരവാദിയെങ്കിൽ, താപ കൈമാറ്റത്തിന്റെ ഫലപ്രാപ്തി കുറയും. കൂടാതെ, ചാലകത സാധാരണയായി ഏറ്റവും വലിയ താപ കൈമാറ്റമാണ്, തുടർന്ന് സംവഹനവും തുടർന്ന് വികിരണവും.
ഇനി, ഒരു നീരാവി ഫിലിം ഇല്ലാതെയും അവയ്ക്കിടയിലുള്ള രണ്ട് വസ്തുക്കളും തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസം നോക്കി മുകളിൽ പറഞ്ഞ ചോദ്യത്തിന് ഉത്തരം നൽകാം. ഒന്നാമതായി, രണ്ട് സാഹചര്യങ്ങളിലും, റേഡിയേഷൻ്റെ പ്രഭാവം പ്രാധാന്യമർഹിക്കുന്നില്ല, അവഗണിക്കാം. ആദ്യം, നീരാവി ഫിലിം രൂപപ്പെടാത്തപ്പോൾ, രണ്ട് വസ്തുക്കൾ തമ്മിലുള്ള താപ കൈമാറ്റം ചാലകത്തിൻ്റെയും സംവഹനത്തിൻ്റെയും മിശ്രിതമാണ്. രണ്ട് വസ്തുക്കളും തമ്മിലുള്ള താപനില വ്യത്യാസം വളരെ വലുതല്ലാത്തിടത്ത്, തിളച്ച വെള്ളത്തിൽ കൈ ഒട്ടിക്കുകയോ നഗ്നമായ കൈകൊണ്ട് സ്നോബോൾ ഉരുട്ടുകയോ പോലുള്ള മിക്ക യഥാർത്ഥ ലോക സാഹചര്യങ്ങളിലും ഇതാണ് സ്ഥിതി. എന്നിരുന്നാലും, ഒരു നീരാവി ഫിലിം രൂപപ്പെടുമ്പോൾ, രണ്ട് വസ്തുക്കൾ തമ്മിലുള്ള താപ കൈമാറ്റം സംവഹനത്തിലൂടെ മാത്രമേ സംഭവിക്കൂ. മുകളിൽ സൂചിപ്പിച്ചതുപോലെ, ദ്രാവക നൈട്രജനിലോ ഉണങ്ങിയ ഐസിലോ നിങ്ങളുടെ കൈയോ നാവോ ഇടുമ്പോൾ, രണ്ട് വസ്തുക്കൾ തമ്മിലുള്ള താപനില വ്യത്യാസം വളരെ വലുതാണ്. അതിനാൽ, യഥാർത്ഥത്തിൽ ചാലകത്തിൻ്റെയും സംവഹനത്തിൻ്റെയും മിശ്രിതമായിരുന്നു, ഒരു നീരാവി ഫിലിം രൂപപ്പെട്ടുകഴിഞ്ഞാൽ, താപ കൈമാറ്റം സംവഹനത്തിലൂടെ മാത്രമേ സംഭവിക്കൂ, അതിനാൽ കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്ന താപത്തിൻ്റെ അളവ് ചെറുതാണ്.
ചുരുക്കത്തിൽ, ലൈഡൻഫ്രോസ്റ്റ് ഇഫക്റ്റ് ഒരു പ്രതിഭാസമാണ്, അതിൽ ഒരു ദ്രാവകം ഒരു വസ്തുവുമായി സമ്പർക്കം പുലർത്തുമ്പോൾ അതിൻ്റെ തിളയ്ക്കുന്ന സ്ഥലത്തേക്കാൾ വളരെ ഉയർന്ന താപനിലയിൽ, വസ്തുവുമായി സമ്പർക്കം പുലർത്തുന്ന ദ്രാവകത്തിൻ്റെ ഉപരിതലം മാത്രം ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെടുകയും ഒരു നീരാവി ഫിലിം രൂപപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു. താൽകാലികമായി താപ കൈമാറ്റം കുറയ്ക്കുന്നു. ഈ പ്രതിഭാസം ഒരു ദ്രാവകത്തിനും ദ്രാവകത്തിൻ്റെ തിളയ്ക്കുന്ന സ്ഥലത്തേക്കാൾ വളരെ ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള ഒരു പദാർത്ഥത്തിനും ഇടയിൽ മാത്രമേ സംഭവിക്കുകയുള്ളൂ എന്നത് ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടതാണ്. ഉദാഹരണത്തിന്, മുകളിൽ സൂചിപ്പിച്ചതുപോലെ, ലിക്വിഡ് നൈട്രജനിലോ നിങ്ങളുടെ നാവ് ഡ്രൈ ഐസിലോ ഒട്ടിക്കുന്നത് കുറച്ച് സമയത്തേക്ക് സുരക്ഷിതമാണ്, കാരണം നിങ്ങളുടെ കൈയുടെ താപനില ലിക്വിഡ് നൈട്രജൻ്റെയോ ഡ്രൈ ഐസിൻ്റെയോ തിളയ്ക്കുന്ന സ്ഥലത്തേക്കാൾ വളരെ കൂടുതലാണ്, അതിനാൽ എ. നിങ്ങളുടെ കൈയുടെയോ നാവിൻ്റെയോ ഉപരിതലത്തിൽ നീരാവി ഫിലിം രൂപം കൊള്ളുന്നു, ഇത് താപ കൈമാറ്റം താൽക്കാലികമായി നിർത്തുന്നു, പക്ഷേ തിളച്ച വെള്ളത്തിൽ കൈ വയ്ക്കുന്നത് ഒരിക്കലും സുരക്ഷിതമല്ല, കാരണം നിങ്ങളുടെ കൈയുടെ താപനില വെള്ളത്തിൻ്റെ തിളയ്ക്കുന്ന സ്ഥലത്തേക്കാൾ വളരെ കുറവാണ്! തീർച്ചയായും, ലിക്വിഡ് നൈട്രജൻ, ഡ്രൈ ഐസ് എന്നിവയുടെ കാര്യത്തിൽ പോലും, ഈ പ്രതിഭാസം അധികകാലം നിലനിൽക്കില്ല, അതിനാൽ ഇത് പരീക്ഷിക്കാൻ വേണ്ടി മാത്രം അത് ചെയ്യാൻ അശ്രദ്ധമായി പ്രവർത്തിക്കരുത്.
നിങ്ങൾ വിചാരിക്കുന്നതിലും കൂടുതൽ പ്രതിഭാസങ്ങൾ നമുക്ക് ചുറ്റും ഉണ്ട്, അവ ലളിതമായ ശാസ്ത്ര തത്വങ്ങൾ കൊണ്ട് വിശദീകരിക്കാം. ഞങ്ങൾ ശ്രദ്ധിക്കുന്നില്ല, അതിനെക്കുറിച്ച് ചിന്തിക്കുന്നില്ല. ശാസ്ത്രം എല്ലായിടത്തും ഉണ്ട്: നാം ശ്വസിക്കുന്ന വായുവിൽ, നമ്മുടെ പൂമുഖത്ത് വളരുന്ന ചെടികളിൽ, രാമൻ നൂഡിൽസ് കലത്തിൽ നാം തിളപ്പിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, തണുത്ത ശൈത്യകാലത്ത് തെരുവിലൂടെ നടന്ന് ചൂടുള്ള മുറിയിൽ വരുമ്പോൾ നിങ്ങളുടെ കണ്ണട മൂടൽമഞ്ഞിൻ്റെ കാരണം വിശദീകരിക്കാൻ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിന് കഴിയും. വീടിനകത്തും പുറത്തും ഉള്ള താപനില വ്യത്യാസം കാരണം നിങ്ങളുടെ ഗ്ലാസുകളിലെ തണുത്ത ലെൻസുകളിൽ വായുവിലെ നീരാവി ഘനീഭവിക്കുന്നതാണ് ഇതിന് കാരണം, നമ്മൾ ദിവസവും അനുഭവിക്കുന്ന ഒരു സ്വാഭാവിക പ്രതിഭാസത്തിൻ്റെ മറ്റൊരു ഉദാഹരണം. നമ്മുടെ ദൈനംദിന ജീവിതത്തിൽ നാം കണ്ടുമുട്ടുന്ന ചെറിയ കാര്യങ്ങളിൽ യഥാർത്ഥത്തിൽ അതിശയകരമായ ശാസ്ത്ര തത്വങ്ങൾ അടങ്ങിയിട്ടുണ്ടെന്ന് തിരിച്ചറിയുന്നത് ആകർഷകവും അർത്ഥവത്തായതുമാണ്.