תוֹכֶן
האוויר מורכב מ -80 אחוז חנקן ו -20 אחוז חמצן ונקודות הרתיחה של שני היסודות שונות: נקודת הרתיחה של חמצן היא -183 מעלות צלזיוס וזו של חנקן בטווח של -196 מעלות צלזיוס. מאפיין פיזי זה, המכיל נקודות רתיחה שונות, משמש להפרדתם. בעיקרון האוויר מקורר עד לנקודה בה החמצן הופך לנוזל. החמצן הנוזלי מופרד בקלות משאר הגז והשאר מקורר שוב לייצור חנקן נוזלי.
תהליך לינדה
תהליך לינדה משתמש באפקט ג'ול-תומסון להזרמת חנקן וחמצן מהאוויר, ותוכלו לראות אותו בביתכם כשאתם משחררים את תכולת פחי הריסוס. תוכלו להבחין שכאשר הגז יוצא מהפחית, הוא מתקרר. התהליך של לינדה משתמש באפקט ג'ול-תומסון באופן רציף (דחיסה והרחבת האוויר שוב ושוב), מה שבסופו של דבר גורם לאוויר להגיע לנקודת הרתיחה שלו, להיות נוזלי ונפרד משאר הגזים. ההסבר התרמודינמי לכך הוא שככל שהגז מתרחב, המולקולות צוברות אנרגיה פוטנציאלית ומאבדות אנרגיה קינטית - ירידה באנרגיה הקינטית פירושה שהמולקולות ינועו לאט יותר ויהיו להן פחות התנגשויות ולכן הטמפרטורה היא קטן יותר. לאחר ירידה זו, חשוב שהמערכת תהיה מבודדת כדי למנוע החלפת חום עם סביבתה.
לא רק חנקן וחמצן
האוויר מכיל גם ארגון וגזים אצילים אחרים בכמויות קטנות יותר, כמו ניאון, הליום, קריפטון וקסנון, חשוב לציין כי חברות שמוכרות חמצן וחנקן נוזלי מוכרות גם ארגון. אוויר מכיל כמובן גם פחמן דו חמצני ומימן, אך הם מתקבלים על ידי תהליכים תעשייתיים אחרים.
