Sıvı oksijen - Liquid oxygen

Bir beher içinde sıvı oksijen (soluk mavi sıvı).
Sıvı oksijen bir beherden güçlü bir mıknatısa döküldüğünde, oksijen paramanyetizması nedeniyle mıknatıs kutupları arasında geçici olarak askıya alınır.

Sıvı oksijen -abbreviated LOX , LOX veya Lox içinde uzay , denizaltı ve gaz endüstrisi-olan sıvı formu moleküler oksijen . 1926'da Robert H. Goddard tarafından icat edilen ilk sıvı yakıtlı rokette oksitleyici olarak kullanılmış ve günümüze kadar devam eden bir uygulamadır.

Fiziki ozellikleri

Sıvı oksijen soluk mavi bir renge sahiptir ve güçlü bir şekilde paramanyetiktir : güçlü bir at nalı mıknatısının kutupları arasına asılabilir . Sıvı oksijen biraz daha yoğun sıvı sudan 1.141 g / L'lik bir yoğunluğa (1.141 g / ml) sahiptir ve bir kriyojenik 54.36 arasında bir donma noktası olan K (-218,79 ° C, -361,82 ° F) arasında bir kaynama noktası - 1 barda (15 psi) 182.96 °C (−297.33 °F; 90.19 K). Sıvı oksijen, 1 standart atmosfer (100  kPa ) ve 20 °C (68 °F) altında 1:861 genleşme oranına sahiptir ve bu nedenle bazı ticari ve askeri uçaklarda taşınabilir bir solunum oksijen kaynağı olarak kullanılmaktadır.

Sıvı oksijen, kriyojenik doğası gereği dokunduğu malzemelerin aşırı derecede kırılgan olmasına neden olabilir. Sıvı oksijen aynı zamanda çok güçlü bir oksitleyici ajandır: organik maddeler sıvı oksijende hızlı ve enerjik bir şekilde yanar. Bundan başka, eğer sıvı oksijen içinde ıslatılmış , kömür briketler, gibi bazı malzemeler , karbon siyahı , vb olabilir infilak örneğin alev, kıvılcım ve hafif darbeler etki olarak ateşleme kaynaklarından beklenmedik. Asfalt da dahil olmak üzere petrokimyasallar genellikle bu davranışı sergiler.

Tetraoxygen molekülü (O 4 ) ilk tarafından 1924 yılında tahmin edildi Gilbert N. Lewis sıvı oksijen meydan neden açıklamak için önerilen, Curie'nin kanunu . Hiçbir kararlı olarak O olmasına rağmen, modern bilgisayar simülasyonları göstermektedir ki, 4 , sıvı oksijen molekülleri, O 2 molekülü yapmak paralel olmayan çiftler halinde ilişkilendirmek eğilimindedir spin geçici olarak O oluşturan, 4 birimleri.

Sıvı nitrojen , -196 °C'de (77 K) oksijenin -183 °C'sinden (90 K) daha düşük bir kaynama noktasına sahiptir ve sıvı nitrojen içeren kaplar havadaki oksijeni yoğunlaştırabilir: nitrojenin çoğu böyle bir kaptan buharlaştığında, Kalan sıvı oksijenin organik malzeme ile şiddetli reaksiyona girme riski vardır. Tersine, sıvı nitrojen veya sıvı hava , açık havada bekletilerek oksijenle zenginleştirilebilir; atmosferik oksijen içinde çözünürken, nitrojen tercihen buharlaşır.

Normal basınç kaynama noktasında sıvı oksijenin yüzey gerilimi 13.2 dyn/cm'dir.

kullanır

Bir ABD Hava Kuvvetleri teknisyeni , Afganistan'daki Bagram Havaalanında bir Lockheed Martin C-130J Super Hercules uçağına sıvı oksijen aktarıyor . ABD Hava Kuvvetleri, hava mürettebatının yalnızca o hava üssünde yüksek irtifalarda nefes almasına yardımcı olmak için ayda 4.000 ABD galonu (15.000 L) sıvı oksijen veriyor.

Ticarette sıvı oksijen, endüstriyel bir gaz olarak sınıflandırılır ve endüstriyel ve tıbbi amaçlar için yaygın olarak kullanılır. Sıvı oksijen elde edilen oksijen doğal olarak bulunan hava ile fraksiyonel damıtma , bir de kriyojenik hava ayırma tesisine .

Hava kuvvetleri, hem oksitleyici hem de hastanelerde ve yüksek irtifa uçak uçuşlarında solunum için gaz halinde oksijen kaynağı olarak sıvı oksijenin stratejik önemini uzun zamandır kabul etmektedir. 1985 yılında USAF, tüm büyük tüketim üslerinde kendi oksijen üretim tesislerini kurma programını başlattı.

roket yakıtında

SpaceX'in Cape Canaveral'daki sıvı oksijen topu

Sıvı oksijen , genellikle sıvı hidrojen , kerosen veya metan ile birlikte uzay aracı roket uygulamaları için en yaygın kriyojenik sıvı oksitleyici iticidir .

İlk sıvı yakıtlı rokette sıvı oksijen kullanıldı . İkinci Dünya Savaşı V-2 füze da adı altında, sıvı oksijen kullanılır A-Stoff ve Sauerstoff . 1950'lerde, Soğuk Savaş sırasında hem Amerika Birleşik Devletleri'nin Redstone ve Atlas roketleri hem de Sovyet R-7 Semyorka sıvı oksijen kullandı. Daha sonra 1960'larda ve 1970'lerde Apollo Satürn roketlerinin yükseliş aşamaları ve Uzay Mekiği ana motorları sıvı oksijen kullandı.

2020'de birçok roket sıvı oksijen kullanır:

Tarih

Ayrıca bakınız

Referanslar