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L'air est composé de 80 pour cent d'azote et de 20 pour cent d'oxygène et les points d'ébullition des deux éléments sont différents: le point d'ébullition de l'oxygène est de -183 degrés Celsius et celui de l'azote est de -196 degrés Celsius. Cette propriété physique, de contenir différents points d'ébullition, est utilisée pour les séparer. Fondamentalement, l'air est refroidi au point où l'oxygène devient liquide. L'oxygène liquéfié est facilement séparé du reste du gaz et le reste est refroidi à nouveau pour produire de l'azote liquide.
Le processus Linde
Le procédé Linde utilise l'effet Joule-Thomson pour liquéfier l'azote et l'oxygène de l'air, et vous pourrez le voir dans votre maison lorsque vous libérez le contenu des bombes aérosols. Vous remarquerez que lorsque le gaz sort du bidon, il refroidit. Le processus de Linde utilise l'effet Joule-Thomson en continu (compression et expansion de l'air à plusieurs reprises), ce qui finit par amener l'air à atteindre son point d'ébullition, à devenir liquide et à se séparer des autres gaz. L'explication thermodynamique en est que, à mesure que le gaz se dilate, les molécules gagnent de l'énergie potentielle et perdent de l'énergie cinétique - une diminution de l'énergie cinétique signifie que les molécules se déplaceront plus lentement et auront moins de collisions et, par conséquent, la température est plus petite. Après cette diminution, il est important que le système soit isolé pour ne pas échanger de chaleur avec son environnement.
Pas seulement de l'azote et de l'oxygène
L'air contient également de l'argon et d'autres gaz rares en plus petites quantités, comme le néon, l'hélium, le krypton et le xénon, il est important de noter que les entreprises qui vendent de l'oxygène et de l'azote liquide vendent également de l'argon. L'air, bien sûr, contient également du dioxyde de carbone et de l'hydrogène, mais ils sont obtenus par d'autres procédés industriels.
