Номер 10, страница 33, часть 2 - гдз по химии 9 класс учебник Оспанова, Аухадиева

10. Для перевозки овощей и фруктов на дальние расстояния используют рефрижераторы — транспортные средства с холодильной установкой. В качестве хладагента при этом применяют жидкий азот. Поясните, чем обусловлено применение азота.

Решение

Применение жидкого азота в качестве хладагента в рефрижераторах для перевозки овощей и фруктов обусловлено совокупностью его уникальных физических и химических свойств.

Основное свойство, используемое для охлаждения, — это очень низкая температура кипения жидкого азота, составляющая $-195,8^\circ\text{C}$. В процессе транспортировки он медленно испаряется (кипит). Этот фазовый переход из жидкости в газ требует поглощения большого количества энергии. Эта энергия в виде теплоты отбирается у окружающих объектов — продуктов и воздуха в контейнере. Удельная теплота парообразования азота ($\text{L}$) достаточно велика (около $200 \text{ кДж/кг}$), поэтому даже небольшая масса ($\text{m}$) испарившегося азота способна поглотить значительное количество теплоты, которое рассчитывается по формуле $Q = L \cdot m$. Это обеспечивает быстрое, мощное и равномерное охлаждение всего объема груза.

Другим важным фактором является химическая инертность азота. Газообразный азот, образующийся при испарении, заполняет пространство рефрижератора и вытесняет из него кислород. Создание такой модифицированной газовой среды, обедненной кислородом, критически важно для сохранения свежести продуктов. Во-первых, это замедляет метаболические процессы (дыхание) в самих овощах и фруктах, предотвращая их быстрое созревание и порчу. Во-вторых, отсутствие кислорода подавляет рост аэробных микроорганизмов (многих видов бактерий и плесени), которые вызывают гниение. Таким образом, азот выполняет двойную функцию: охлаждает и консервирует продукцию.

Наконец, применение азота полностью безопасно. Азот является основной составляющей атмосферного воздуха (около 78%), он нетоксичен и не вступает в реакцию с пищевыми продуктами. После испарения он не оставляет никаких следов или вредных остатков, что гарантирует чистоту груза и его безопасность для потребителя.

Ответ: Применение жидкого азота для охлаждения при перевозке овощей и фруктов обусловлено его способностью эффективно отводить тепло при испарении благодаря очень низкой температуре кипения и высокой удельной теплоте парообразования. Кроме того, газообразный азот химически инертен и, вытесняя кислород, создает в рефрижераторе модифицированную атмосферу, которая замедляет процессы порчи и созревания продуктов, а также подавляет развитие микроорганизмов, при этом не оставляя вредных остатков.