Sie steht in enger Verbindung mit dem Binnendruck und ergibt sich aus einer Volumenintegration. Damit ergibt sich unter der Berücksichtigung der van-der-Waals-Gleichung:
Weil die Enthalpie erhalten bleibt, gilt daher für das totale Differential:
Umgeformt nach der Änderung der Temperatur dT ergibt sich:
Der Zähler ist bei hoher Temperatur positiv. Er wechselt sein Vorzeichen bei der Inversionstemperatur. Die kritische Temperatur für ein van der Waals Gas ist also. Oberhalb von T i erwärmt sich ein Gas bei Entspannung, unterhalb kühlt es sich ab. Energieeffiziente Nutzung der Kälteenergie von Flüssigstickstoff. Für Kohlenstoffdioxid und Luft liegt T i deutlich über der Zimmertemperatur, für Wasserstoff dagegen bei −80 °C. Ein hoher Wert der van der Waals-Konstanten a bewirkt daher, dass die Temperatur bei Entspannung des realen Gases stark absinkt. Das ist logisch, denn bei Volumenvergrößerung entfernen sich die Moleküle voneinander und müssen dabei Arbeit gegen die durch a charakterisierten Anziehungskräfte leisten. Diese Arbeit vermindert die kinetische Energie der Moleküle und damit die Temperatur des Gases.
Energieeffiziente Nutzung Der Kälteenergie Von Flüssigstickstoff
Im Mittelpunkt steht dabei die Elektronenstrahl-Technologie (ESH), die vor 35 Jahren von der Wilhelm Taubert GmbH, der Muttergesellschaft des Unternehmens, weiterentwickelt wurde. Diese sorgt dafür, dass die elektronenstrahlgehärteten Oberflächen (Elesgo) nicht nur ästhetisch ansprechend, sondern auch robust und langlebig sind. Dabei ist der Prozess für die Herstellung der kratzfesten Oberflächen hochkomplex. "Neben langjähriger Erfahrung erfordert dies viel Know-how, das Ergebnis ist jedoch eine hohe Qualität", so Sarah Taubert. In dem Verfahren werden Elektronen beschleunigt und auf die zu beschichtende Oberfläche geschossen. Da dabei hohe Temperaturen entstehen, ist eine Kühlung der Produktionsanlagen notwendig. Flüssigstickstoff in Pharmaqualität geliefert von Linde-Standort Salzgitter. Hinzu kommt die Notwendigkeit einer Inertisierung des Reaktionsraums. Die Inertisierung erfolgt über Begasung mit Stickstoff (N2). Komplexe Prozesse umweltfreundlich gestalten
Aufgrund der guten Erfahrungen setzt DTS das Verfahren auch am Standort Wesel ein. Beim Cumulus-RE-Verfahren wird die im Wasser enthaltene Wärme mithilfe eines Prozesswasserkühlers (in der Bildmitte) zur Verdampfung des flüssigen Stickstoffs genutzt und das Gas in die bestehende Versorgungsleitung eingeleitet.
Flüssigstickstoff In Pharmaqualität Geliefert Von Linde-Standort Salzgitter
Prinzip
Das Linde-Fränkl-Verfahren
Das Entspannen eines realen Gases wird von einer Änderung seiner Temperatur begleitet, das abstrakte Modell des idealen Gases zeigt diesen Effekt nicht. Ob die Temperaturänderung in Form von Abkühlung oder Erwärmung auftritt, hängt davon ab, ob die Inversionstemperatur (also die Temperatur, bei welcher der Joule-Thomson-Koeffizient des Gases einen Vorzeichenwechsel erfährt) überschritten ist. Befindet sich das System über der Inversionstemperatur, so erwärmt sich das Gas bei Expansion (genauer: isenthalper Expansion, die Enthalpie ändert sich durch die Volumenänderung nicht), geringere Temperaturen haben eine Abkühlung zur Folge; dieser Effekt wird im Linde-Verfahren genutzt. Um die für viele Gase niedrige Siedetemperatur zu erreichen (für Sauerstoff −183 °C, für Stickstoff −196 °C), benutzt man das entspannte Gas im Gegenstromprinzip zur Vorkühlung des verdichteten Gases. Anwendung
Vereinfachung des Linde-Verfahrens
Das Linde-Verfahren wurde früher zur Abkühlung von atmosphärischen Gasen Sauerstoff, Stickstoff sowie Argon und anderen Edelgase bis zur Verflüssigung benutzt.
Im Linde-Verfahren wird Luft verflüssigt. Das passiert, indem die Luft zuerst erwärmt und dann in mehreren Schritten abgekühlt wird. Damit sie sich verflüssigen kann, muss die Luft auch komprimiert (zusammengedrückt) werden. Die beiden Hauptbestandteile der Luft, nämlich Stickstoff und Sauerstoff, können dann in der fraktionierten Destillation voneinander getrennt werden. Und zwar deswegen, weil Sauerstoff bereits bei -183°C verdampft und Stickstoff erst bei -196°C. Die flüssige Luft wird außerdem auch dazu verwendet, flüssigen Stickstoff herzustellen. Nachweis Stickstoff
Du kannst das Element durch eine sogenannte Ringprobe nachweisen. Genauer gesagt weist du damit stickstoffhaltige Nitrat-Ionen (NO 3 –) nach. Dafür benötigst du deine zu untersuchende Lösung, die du mit einer Eisen(II)-Sulfat-Lösung (FeSO 4) mischst. Dazu kommt noch konzentrierte Schwefelsäure (H 2 SO 4). Anschließend kannst du in deinem Reagenzglas dann zwei Schichten erkennen: die Probelösung und die Schwefelsäure. An der Grenze zwischen den beiden Schichten findet eine Redoxreaktion
statt.