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공기는 질소 80 %와 산소 20 %로 구성되어 있으며 두 원소의 끓는점은 다릅니다. 산소의 끓는점은 섭씨 -183도이고 질소의 끓는점은 섭씨 -196 도입니다. 서로 다른 끓는점을 포함하는이 물리적 특성은이를 분리하는 데 사용됩니다. 기본적으로 공기는 산소가 액체가되는 지점까지 냉각됩니다. 액화 산소는 나머지 가스에서 쉽게 분리되고 나머지는 다시 냉각되어 액체 질소를 생성합니다.
린데 프로세스
Linde 공정은 Joule-Thomson 효과를 사용하여 공기 중의 질소와 산소를 액화하며 스프레이 캔의 내용물을 방출 할 때 가정에서이를 볼 수 있습니다. 가스가 캔에서 나오면 냉각된다는 것을 알 수 있습니다. Linde의 공정은 Joule-Thomson 효과를 지속적으로 사용하여 (공기를 반복적으로 압축하고 팽창) 결국 공기가 끓는점에 도달하고 액체가되어 다른 가스와 분리됩니다. 이에 대한 열역학적 설명은 기체가 팽창함에 따라 분자가 위치 에너지를 얻고 운동 에너지를 잃는다는 것입니다. 운동 에너지가 감소하면 분자가 더 느리게 움직이고 충돌이 적어 지므로 온도는 다음과 같습니다. 작게. 이 감소 후에는 주변과 열을 교환하지 않도록 시스템을 격리하는 것이 중요합니다.
질소와 산소뿐만 아니라
공기에는 또한 아르곤과 네온, 헬륨, 크립톤 및 크세논과 같은 기타 희가스가 소량 포함되어 있습니다. 산소와 액체 질소를 판매하는 회사도 아르곤을 판매한다는 점에 유의해야합니다. 물론 공기에는 이산화탄소와 수소도 포함되어 있지만 다른 산업 공정에서 얻습니다.