Nitrogen

N2       CAS Number 7727-37-9     UN1977  (refrigerated liquid)

Nitrogen

N2|CAS Number 7727-37-9|UN1977(refrigerated liquid)

حجم مایع

محاسبه حجم یا جرم یک مقدار مشخص از مایع

در نقطه جوش (1atm | 77.36k) برابر با: -195.79 C° || -320.42 F°

فاز مایع

نمودار فازی مولکول، نمایش‌دهنده‌ی گذار بین فازهای جامد، مایع و گاز به‌عنوان تابعی از دما و فشار است

فاز جامد    فاز مایع    فاز بخار    نقطه بحرانی    نقطه سه گانه
جرم مولی: 17.030 g/mol
درصد حضور در هوای خشک/
نقطه بحرانی
Temperature: 132.50 °C
Pressure: 112.8 bar
Density: 235.00 kg/m³
نقطه سه گانه
Temperature: -77.66 °C
Pressure: 6.1111E-2 bar

فشار برابر با 1.013 بار

kJ/kg 199.18 گرمای نهان تبخیر (در نقطه جوش)
°C -195.8 نقطه جوش
kg/m³ 806.11 چگالی مایع (در نقطه جوش)

GHS04

Gas under pressure

خطرات مرتبط با نیتروژن مایع

۱. تبخیر سریع حجم هنگام تخلیه: یکی از ویژگی‌های نیتروژن مایع این است که هنگام تبخیر حجم آن چندین برابر حجم مایع افزایش می‌یابد. چنانچه نیتروژن مایع در ظروف بسته یا فضاهای محدود تخلیه شود، ممکن است باعث افزایش فشار و ایجاد انفجار گردد. به همین دلیل، باید در هنگام کار با نیتروژن مایع از ظروف دارای تهویه مناسب استفاده شود تا خطرات احتمالی کاهش یابد.

۲. سرمازدگی پوست و آسیب به بدن انسان: تماس مستقیم با نیتروژن مایع (با دمای بسیار پایین -۱۹۶ درجه سانتی‌گراد) می‌تواند باعث یخ‌زدگی شدید در پوست انسان یا بافت‌های داخلی بدن شود. استفاده از دستکش‌های عایق و تجهیزات محافظتی برای جلوگیری از تماس مستقیم با نیتروژن مایع با پوست انسان می‌تواند از آسیب‌های جدی جلوگیری کند.

از دستکش‌های عایق و تجهیزات محافظتی هنگام کار با نیتروژن مایع استفاده کنید.
هرگز نباید اجازه داد نیتروژن مایع با پوست تماس پیدا کند.

تجهیزات ایمنی

نکات ایمنی در جابه‌جایی و حرارت

برای استفاده ایمن از نیتروژن مایع، رعایت چندین نکته ضروری است: - استفاده از ظروف مخصوص نگهداری نیتروژن مایع دارای عایق‌های حرارتی مناسب و درب‌های ایمن - دور نگه‌داشتن از منابع حرارتی، آتش یا جرقه - نگهداری در محیط‌های با تهویه مناسب جهت جلوگیری از تجمع گاز نیتروژن - عدم ریختن نیتروژن مایع در ظروف بسته و غیر تهویه‌شده

آیا نیتروژن مایع قابلیت انفجار دارد؟

نیتروژن مایع خاصیت انفجار ندارد، اما در شرایطی که در فضای بسته تبخیر شود می‌تواند باعث افزایش شدید فشار شود. این افزایش فشار ممکن است باعث ترکیدگی ظروف نگهدارنده شود. به همین دلیل همیشه باید از ظروف مخصوص با دریچه اطمینان استفاده کرد.

ویژگی‌های اصلی مخازن نیتروژن مایع

مخازنی که برای نگهداری نیتروژن مایع طراحی شده‌اند باید ویژگی‌هایی خاص داشته باشند تا از تبخیر سریع و از دست رفتن نیتروژن جلوگیری شود. این مخازن معمولاً از فلزات مقاوم با عایق مناسب ساخته می‌شوند و اغلب دارای سیستم‌های کنترل فشار ایمنی برای جلوگیری از انفجار هستند.

  • جدارهای عایق مناسب برای حفظ دمای پایین
  • درپوش ایمن و شیر اطمینان برای تخلیه بخار اضافی
  • قابلیت حمل و نگهداری در شرایط مختلف صنعتی
مخزن نیتروژن

نکات ایمنی در استفاده از نیتروژن مایع

نیتروژن مایع به دلیل دمای بسیار پایین، می‌تواند باعث آسیب جدی به پوست، چشم و سیستم تنفسی شود. همچنین وارد شدن مستقیم گاز نیتروژن به محیط‌های بسته می‌تواند منجر به کاهش اکسیژن محیط و خفگی شود. برای جلوگیری از این آسیب‌ها باید:

  • از تجهیزات محافظتی مانند دستکش، عینک ایمنی و ماسک استفاده شود.
  • در محیط‌هایی که تهویه مناسب ندارند، از نیتروژن مایع استفاده نشود.
  • در هنگام جابجایی یا انتقال نیتروژن مایع، باید احتیاط کامل رعایت گردد.

رعایت این نکات ایمنی می‌تواند به طور چشمگیری از آسیب‌ها و خطرات احتمالی جلوگیری کند و ایمنی کارکنان در صنایع مختلف از جمله صنایع غذایی، دارویی، شیمیایی و تحقیقاتی را فراهم نماید. استفاده صحیح و ایمن از نیتروژن مایع، کلید بهره‌وری بالا و پیشگیری از آسیب‌ها و خطرات احتمالی است.

صنعت غذایی و آشامیدنی:
یکی از مهم‌ترین کاربردهای نیتروژن مایع در صنعت غذایی، انجماد سریع مواد غذایی است. این فرآیند به حفظ طعم، بافت و ارزش غذایی مواد غذایی کمک می‌کند و از ایجاد بلورهای یخ بزرگ که باعث از بین رفتن بافت غذا می‌شوند، جلوگیری می‌کند. علاوه بر این، در تولید نوشیدنی‌های دودی و دسرهای خاص نیز از نیتروژن مایع برای ایجاد افکت‌های نمایشی استفاده می‌شود.
آزمایشگاه
پزشکی و درمان:
نیتروژن مایع در تحقیقات علمی برای حفظ نمونه‌های بیولوژیکی و آزمایشگاه‌ها در دماهای پایین استفاده می‌شود. در آزمایش‌هایی که نیاز به شرایط دمایی خاص دارند، این ماده کمک می‌کند تا واکنش‌های شیمیایی تحت شرایط سرد به‌طور مؤثر انجام شوند.
آزمایشگاه
آزمایشگاه‌ها و تحقیقات علمی:
نیتروژن مایع در تحقیقات علمی برای حفظ نمونه‌های بیولوژیکی و آزمایشگاه‌ها در دماهای پایین استفاده می‌شود. در آزمایش‌هایی که نیاز به شرایط دمایی خاص دارند، این ماده کمک می‌کند تا واکنش‌های شیمیایی تحت شرایط سرد به‌طور مؤثر انجام شوند.
آزمایشگاه
صنعت الکترونیک و فناوری اطلاعات:
در صنعت الکترونیک، نیتروژن مایع برای خنک‌سازی تجهیزات نیمه‌رسانا و پردازنده‌های قدرتمند استفاده می‌شود. این کار به جلوگیری از گرم شدن بیش از حد و خرابی قطعات الکترونیکی کمک می‌کند. به‌ویژه در دستگاه‌های الکترونیکی مانند کامپیوترهای شخصی، سرورها و دستگاه‌های تخصصی که نیاز به مدیریت دما دارند، نیتروژن مایع یک راه‌حل مؤثر است.
آزمایشگاه
صنعت فلزات و جوشکاری:
نیتروژن مایع در صنایع فلزی برای انجام فرآیندهای جوشکاری، برشکاری و سردسازی استفاده می‌شود. این ویژگی باعث می‌شود که فلزات سریع‌تر سرد شوند و از آسیب‌های حرارتی و تغییرات ساختاری جلوگیری شود. همچنین، برای آزمایش‌های کششی فلزات و تحلیل تغییرات فیزیکی مواد در دماهای پایین، نیتروژن مایع یک ابزار مهم است.
آزمایشگاه
حمل و نقل مواد حساس:
در حمل و نقل داروها، واکسن‌ها و مواد شیمیایی حساس به دما، نیتروژن مایع به عنوان یک سیستم سرمایشی برای حفظ دمای مناسب استفاده می‌شود. این روش از تغییرات دما جلوگیری کرده و به حفظ کیفیت و ایمنی مواد کمک می‌کند.
آزمایشگاه
صنعت شیمیایی:
در برخی فرآیندهای شیمیایی، نیتروژن مایع برای کنترل دما در واکنش‌های خاص یا انجماد ترکیبات شیمیایی استفاده می‌شود. این کاربرد به ویژه در مواقعی که واکنش‌های شیمیایی نیاز به دماهای پایین دارند، اهمیت دارد.
آزمایشگاه
نیتروژن مایع به‌عنوان خنک‌کننده:

نیتروژن مایع یکی از پیشرفته‌ترین و مؤثرترین خنک‌کننده‌هایی است که در صنایع مختلف به کار گرفته می‌شود. این ماده به دلیل دمای بسیار پایین خود (۷۷.۴ کلوین یا -۱۹۶ درجه سانتی‌گراد) می‌تواند حرارت را به سرعت جذب کند و دمای محیط یا تجهیزات را در کمترین زمان ممکن کاهش دهد. این ویژگی، آن را به یک انتخاب ایده‌آل برای خنک‌سازی در بسیاری از زمینه‌های صنعتی، علمی و پزشکی تبدیل کرده است.

۱. خنک‌سازی تجهیزات الکترونیکی حساس
یکی از مهم‌ترین کاربردهای نیتروژن مایع در صنعت الکترونیک است. بسیاری از تجهیزات الکترونیکی حساس، به‌ویژه پردازنده‌های قدرتمند، سرورها و قطعات نیمه‌رسانا، در هنگام عملکرد خود گرمای زیادی تولید می‌کنند. اگر این گرما به‌درستی مدیریت نشود، ممکن است باعث کاهش عمر مفید یا خرابی این قطعات شود. نیتروژن مایع با جذب سریع حرارت، به خنک‌سازی این تجهیزات کمک کرده و عملکرد پایدار آن‌ها را تضمین می‌کند. در آزمایشگاه‌های تحقیقاتی، از این ماده برای آزمایش‌های حرارتی قطعات الکترونیکی نیز استفاده می‌شود.

۲. صنایع غذایی و انجماد مواد خوراکی
در صنعت غذایی، نیتروژن مایع برای انجماد سریع مواد غذایی استفاده می‌شود. فرآیند انجماد سریع باعث می‌شود بلورهای یخ کوچکتری در بافت مواد غذایی شکل بگیرد که این امر به حفظ بافت، طعم و کیفیت مواد غذایی کمک می‌کند. برای مثال، در تولید گوشت‌های منجمد، سبزیجات، میوه‌ها و حتی محصولات لبنی مانند بستنی، استفاده از نیتروژن مایع بسیار رایج است.
همچنین در صنعت غذاهای نمایشی و نوشیدنی‌ها، از این ماده برای تولید افکت‌های دودی یا سرد استفاده می‌شود که به‌ویژه در رستوران‌های خاص و مراسم نمایشی محبوب است.

۳. ذخیره‌سازی نمونه‌های زیستی و شیمیایی
یکی دیگر از کاربردهای اصلی نیتروژن مایع، ذخیره‌سازی طولانی‌مدت نمونه‌های زیستی مانند سلول‌های بنیادی، نمونه‌های خونی، بافت‌ها و حتی واکسن‌ها در دماهای بسیار پایین است. این ویژگی امکان حفظ این نمونه‌ها برای سال‌ها را فراهم می‌کند بدون اینکه کیفیت آن‌ها تحت تأثیر قرار بگیرد. در آزمایشگاه‌های پزشکی و تحقیقاتی، استفاده از نیتروژن مایع برای حفظ زنجیره سرد بسیار حیاتی است.

4. کاربرد در فرآیندهای صنعتی

نیتروژن مایع در بسیاری از فرآیندهای صنعتی نیز به‌عنوان یک عامل خنک‌کننده استفاده می‌شود. به عنوان مثال: جوشکاری و برشکاری: برای سرد کردن سریع قطعات فلزی و جلوگیری از تغییر شکل یا آسیب‌دیدگی آن‌ها. پردازش مواد شیمیایی: در صنایع شیمیایی برای کنترل دما در واکنش‌های حساس و جلوگیری از گرم‌شدن بیش از حد مواد. آزمایش‌های مکانیکی: برای تحلیل رفتار مواد در دماهای پایین و شبیه‌سازی شرایط دمایی شدید.
آزمایشگاه

5. خنک سازی توربین ها
در نیروگاه‌ها و صنایع بزرگ، موتورهای قدرتمند و توربین‌ها برای عملکرد بهینه نیاز به دمای کنترل‌شده دارند. نیتروژن مایع به دلیل ویژگی‌های منحصر به فرد خود، به‌عنوان یک عامل خنک‌کننده بسیار کارآمد در این سیستم‌ها به کار می‌رود.

صنعت غذایی و آشامیدنی:
یکی از مهم‌ترین کاربردهای نیتروژن مایع در صنعت غذایی، انجماد سریع مواد غذایی است. این فرآیند به حفظ طعم، بافت و ارزش غذایی مواد غذایی کمک می‌کند و از ایجاد بلورهای یخ بزرگ که باعث از بین رفتن بافت غذا می‌شوند، جلوگیری می‌کند. همچنین در تولید نوشیدنی‌های دودی و دسرهای خاص نیز از نیتروژن مایع برای ایجاد افکت‌های نمایشی استفاده می‌شود.
صنعت غذایی
پزشکی و درمان:
نیتروژن مایع در تحقیقات علمی برای حفظ نمونه‌های بیولوژیکی و آزمایشگاه‌ها در دماهای پایین استفاده می‌شود. در آزمایش‌هایی که نیاز به شرایط دمایی خاص دارند، این ماده کمک می‌کند تا واکنش‌های شیمیایی تحت شرایط سرد به‌طور مؤثر انجام شوند.
صنعت غذایی
آزمایشگاه‌ها و تحقیقات علمی:
نیتروژن مایع در تحقیقات علمی برای حفظ نمونه‌های بیولوژیکی و آزمایشگاه‌ها در دماهای پایین استفاده می‌شود. در آزمایش‌هایی که نیاز به شرایط دمایی خاص دارند، این ماده کمک می‌کند تا واکنش‌های شیمیایی تحت شرایط سرد به‌طور مؤثر انجام شوند.
صنعت غذایی
صنعت الکترونیک و فناوری اطلاعات:
در صنعت الکترونیک، نیتروژن مایع برای خنک‌سازی تجهیزات نیمه‌رسانا و پردازنده‌های قدرتمند استفاده می‌شود. این کار به جلوگیری از گرم شدن بیش از حد و خرابی قطعات الکترونیکی کمک می‌کند. به‌ویژه در دستگاه‌های الکترونیکی مانند کامپیوترهای شخصی، سرورها و دستگاه‌های تخصصی که نیاز به مدیریت دما دارند، نیتروژن مایع یک راه‌حل مؤثر است
صنعت غذایی
صنعت فلزات و جوشکاری:
نیتروژن مایع در صنایع فلزی برای انجام فرآیندهای جوشکاری، برشکاری و سردسازی استفاده می‌شود. این ویژگی باعث می‌شود که فلزات سریع‌تر سرد شوند و از آسیب‌های حرارتی و تغییرات ساختاری جلوگیری شود. همچنین، برای آزمایش‌های کششی فلزات و تحلیل تغییرات فیزیکی مواد در دماهای پایین، نیتروژن مایع یک ابزار مهم است
صنعت غذایی
حمل و نقل مواد حساس:
در حمل و نقل داروها، واکسن‌ها و مواد شیمیایی حساس به دما، نیتروژن مایع به عنوان یک سیستم سرمایشی برای حفظ دمای مناسب استفاده می‌شود. این روش از تغییرات دما جلوگیری کرده و به حفظ کیفیت و ایمنی مواد کمک می‌کند
صنعت غذایی
صنعت شیمیایی:
در برخی فرآیندهای شیمیایی، نیتروژن مایع برای کنترل دما در واکنش‌های خاص یا انجماد ترکیبات شیمیایی استفاده می‌شود. این کاربرد به ویژه در مواقعی که واکنش‌های شیمیایی نیاز به دماهای پایین دارند، اهمیت دارد
صنعت غذایی
نیتروژن مایع به‌عنوان خنک‌کننده:

نیتروژن مایع یکی از پیشرفته‌ترین و مؤثرترین خنک‌کننده‌هایی است که در صنایع مختلف به کار گرفته می‌شود. این ماده به دلیل دمای بسیار پایین خود (۷۷.۴ کلوین یا -۱۹۶ درجه سانتی‌گراد) می‌تواند حرارت را به سرعت جذب کند و دمای محیط یا تجهیزات را در کمترین زمان ممکن کاهش دهد. این ویژگی، آن را به یک انتخاب ایده‌آل برای خنک‌سازی در بسیاری از زمینه‌های صنعتی، علمی و پزشکی تبدیل کرده است.

۱. خنک‌سازی تجهیزات الکترونیکی حساس
یکی از مهم‌ترین کاربردهای نیتروژن مایع در صنعت الکترونیک است. بسیاری از تجهیزات الکترونیکی حساس، به‌ویژه پردازنده‌های قدرتمند، سرورها و قطعات نیمه‌رسانا، در هنگام عملکرد خود گرمای زیادی تولید می‌کنند. اگر این گرما به‌درستی مدیریت نشود، ممکن است باعث کاهش عمر مفید یا خرابی این قطعات شود. نیتروژن مایع با جذب سریع حرارت، به خنک‌سازی این تجهیزات کمک کرده و عملکرد پایدار آن‌ها را تضمین می‌کند. در آزمایشگاه‌های تحقیقاتی، از این ماده برای آزمایش‌های حرارتی قطعات الکترونیکی نیز استفاده می‌شود.

۲. صنایع غذایی و انجماد مواد خوراکی
در صنعت غذایی، نیتروژن مایع برای انجماد سریع مواد غذایی استفاده می‌شود. فرآیند انجماد سریع باعث می‌شود بلورهای یخ کوچکتری در بافت مواد غذایی شکل بگیرد که این امر به حفظ بافت، طعم و کیفیت مواد غذایی کمک می‌کند. برای مثال، در تولید گوشت‌های منجمد، سبزیجات، میوه‌ها و حتی محصولات لبنی مانند بستنی، استفاده از نیتروژن مایع بسیار رایج است.
همچنین در صنعت غذاهای نمایشی و نوشیدنی‌ها، از این ماده برای تولید افکت‌های دودی یا سرد استفاده می‌شود که به‌ویژه در رستوران‌های خاص و مراسم نمایشی محبوب است.

۳. ذخیره‌سازی نمونه‌های زیستی و شیمیایی
یکی دیگر از کاربردهای اصلی نیتروژن مایع، ذخیره‌سازی طولانی‌مدت نمونه‌های زیستی مانند سلول‌های بنیادی، نمونه‌های خونی، بافت‌ها و حتی واکسن‌ها در دماهای بسیار پایین است. این ویژگی امکان حفظ این نمونه‌ها برای سال‌ها را فراهم می‌کند بدون اینکه کیفیت آن‌ها تحت تأثیر قرار بگیرد. در آزمایشگاه‌های پزشکی و تحقیقاتی، استفاده از نیتروژن مایع برای حفظ زنجیره سرد بسیار حیاتی است.

4. کاربرد در فرآیندهای صنعتی
نیتروژن مایع در بسیاری از فرآیندهای صنعتی نیز به‌عنوان یک عامل خنک‌کننده استفاده می‌شود. به عنوان مثال: جوشکاری و برشکاری: برای سرد کردن سریع قطعات فلزی و جلوگیری از تغییر شکل یا آسیب‌دیدگی آن‌ها. پردازش مواد شیمیایی: در صنایع شیمیایی برای کنترل دما در واکنش‌های حساس و جلوگیری از گرم‌شدن بیش از حد مواد. آزمایش‌های مکانیکی: برای تحلیل رفتار مواد در دماهای پایین و شبیه‌سازی شرایط دمایی شدید.

صنعت غذایی

5. خنک سازی توربین
در نیروگاه‌ها و صنایع بزرگ، موتورهای قدرتمند و توربین‌ها برای عملکرد بهینه نیاز به دمای کنترل‌شده دارند. نیتروژن مایع به دلیل ویژگی‌های منحصر به فرد خود، به‌عنوان یک عامل خنک‌کننده بسیار کارآمد در این سیستم‌ها به کار می‌رود.