Nízke teploty dokážu divy. Môžu zmeniť skupenstvo i iné vlastnosti látok či prvkov, dokonca aj tých, ktoré sa nachádzajú vo vzduchu. Čo všetko sa môže stať, keď sa látky schladia, vysvetľuje vo videu vytvorenom v rámci Týždňa vedy a techniky 2020 vedec Peter Skyba z Ústavu experimentálnej fyziky Slovenskej akadémie vied v Košiciach.
Vzduch, ktorý potrebuje na prežitie každý človek na planéte Zem, je zmesou plynov v atmosfére. Jeho zloženie je už dávno známe. V suchom vzduchu sa nadchádza približne 78 percent dusíka, 21 percent kyslíka, percento argónu a približne 0,05 percenta oxidu uhličitého. Okrem hlavných zložiek obsahuje aj stopové, ako sú neón, hélium, kryptón, oxid siričitý, metán, vodík, oxid dusný, xenón, ozón, oxid dusičitý, jód, oxid uhoľnatý, amoniak či radón.
Pri rozličných teplotách dosahujú látky rôzne skupenstvá: plynné, kvapalné alebo tuhé. Čo sa stane s dusíkom, ktorý je hlavným prvkom vo vzduchu, keď ho schladíme, vysvetľuje v krátkom pokuse fyzik Peter Skyba z Ústavu experimentálnej fyziky Slovenskej akadémie vied v Košiciach.
Pri experimentoch má doktor Skyba v polystyrénovej nádobe kvapalný dusík, ktorý je schladený približne na 77 Kelvinov, teda -195 stupňov Celzia. Pri tejto teplote kvapalný dusík vrie. Ak by ste do nádoby vložili ruku, pocítite drobné bublinky. Schladený dusík preleje vedec z polystyrénovej nádoby do hliníkovej a priblíži k nemu horiacu špajdľu. Môžeme pozorovať, že dusík oheň zadusí. Dôvodom je vysoký tlak nasýtených pár dusíka. Ak sa však pozrieme na spodnú časť hliníkovej nádoby, môžeme vidieť kvapkajúcu tekutinu. Aká je to látka? Kde sa vzala? Nie je to voda, tá by pri nízkych teplotách už dávno zamrzla. Tekutina, ktorá kvapká na spodku nádoby, je kyslík v kvapalnom stave, ktorý sa zo vzduchu vyzrážal počas experimentu. Kyslík podporuje horenie, preto ak horiacu špajdľu priblížime k spodnej časti nádoby, napriek extrémne nízkym teplotám vznikne vysoký plameň. Na tomto jednoduchom experimente doktor Skyba vysvetľuje, čo všetko sa môže stať, keď sa látky schladia.
RNDr. Peter Skyba pôsobí ako vedúci pracovník Ústavu experimentálnej fyziky Slovenskej akadémie vied v Košiciach. Venuje sa štúdiu supratekutých fáz hélia 3 ako modelového systému pre kozmológiu, astrofyziku a fyziku vysokých energií. Získal ocenenie Vedec roka SR 2019 v kategórii vedec roka.
Text: Denisa Koleničová
Video: Matej Pok