液态空气

液态空气是已经冷却到非常低的温度（低温）的空气，因此它已经凝结成淡蓝色的流动液体。为了使其与室温隔热，将其储存在专门的容器中（通常使用真空隔热烧瓶）。液态空气可以迅速吸收热量并恢复为气态。它通常用于将其他物质冷凝成液体和/或固化它们，并通过称为空气分离的过程作为氮气、氧气、氩气和其他惰性气体的工业来源。

液态空气的密度约为870kg/m3（870g/L；0.87g/cm3）。给定空气样本的密度取决于该样本的组成（例如湿度和二氧化碳浓度）。由于干燥的气态空气包含大约78%的氮气、21%的氧气和1%的氩气，因此标准成分下的液态空气的密度是通过组分的百分比及其各自的液态密度来计算的（参见液态氮和液态氧）。虽然空气中含有微量的二氧化碳（约0.03%），但二氧化碳会从气相固化而不会通过中间液相，因此在压力低于5.1atm(520kPa)时不会存在于液态空气中。液态空气的沸点为-194.35°C（78.80K；-317.83°F），介于液氮和液氧的沸点之间。然而，当液体沸腾时，很难保持稳定的温度，因为氮气会首先沸腾，使混合物富含氧气并改变沸点。由于液态空气将氧气从大气中冷凝出来，在某些情况下也可能发生这种情况。：36 液态空气在大约58K（-215.2°C；-355.3°F）时冻结，也在标准大气压下。

空气的成分曾经被称为xxx气体，因为它们不能仅通过在室温下压缩来液化。压缩过程将提高气体的温度。这些热量通过在热交换器中冷却到环境温度而被带走，然后通过排放到腔室中而膨胀。膨胀导致温度降低，并且通过膨胀空气的逆流热交换，进入膨胀机的加压空气被进一步冷却。通过充分的压缩、流动和散热，最终会形成液态空气液滴，然后可以直接用于低温演示。1883年，波兰科学家KarolOlszewski和ZygmuntWróblewski首次将空气的主要成分液化。用于生产液态空气的装置非常简单，可以由实验者使用常用材料制造。

制备液态空气的最常见过程是使用焦耳-汤姆逊效应的两柱汉普森-林德循环。空气以高压(>75atm(7,600kPa;1,100psi))进入下塔，在塔中分离成纯氮和富氧液体。富液和部分氮气作为回流送入上塔，该塔在低压（<25atm(2,500kPa;370psi)）下运行，最终分离成纯氮气和氧气。可以从上塔的中部取出粗氩产品以进行进一步纯化。空气也可以通过克劳德工艺液化，该工艺结合了焦耳-汤姆逊效应冷却、等熵膨胀和再生冷却。

在制造过程中，液态空气产品通常以液态或气态形式分馏为其组成气体，因为氧气特别适用于燃气焊接和切割以及医疗用途，而氩气可用作排除氧气的屏蔽层气体钨极电弧焊中的气体。液氮可用于各种低温应用，在常温下不反应（与氧气不同），沸点为77K（-196°C；-321°F）。

在1899年至1902年间，汽车液态空气由一家美国/英国联合公司生产并展示，声称他们可以制造一辆可以在液态空气上行驶100英里的汽车。2012年10月2日，机械工程师学会表示液态空气可以用作储存能量的一种方式。这是基于英国赫特福德郡的车库发明家彼得·迪尔曼（PeterDearman）开发的用于为车辆提供动力的技术。