原委筹议注明这是液态氯(液化温度-34.6℃)2019/2/14永久气体

原委筹议注明这是液态氯(液化温度-34.6℃)2019/2/14永久气体

更新时间:2019-02-14 17:20点击数:文字大小:

  热量不会自动地从低温物体向高温物体传递,因此,要获得比自然环境温度低的环境就需要通过人工的办法。

  低温的获得与气体的液化是密切相关的。18世纪末荷兰人范·马鲁姆第一次靠高压压缩方法将氨液化。1823年法拉第在研究氯化物的性质时,发现玻璃管的冷端出现液滴,经过研究证明这是液态氯(液化温度-34.6℃)。1826年他把玻璃管的冷端浸入冷却剂中,从而陆续液化了多种气体。以此为基础,形成了普通制冷技术,如冰箱和空调机组以蒸汽压缩节流制冷为主,利用气体或者液体压缩为高压状态,然后放热,再膨胀为低压状态而产生制冷降温效应,这种方法可以获得 150℃~ 80℃的低温。

  但此后几十年间,氧、氮、氢等气体毫无液化的迹象,许多科学家认为,这些就是真正的“永久气体”。但它们真的是永远不能液化吗?答案是否定的。只要低于一定的温度,就可以把气体转化为液体。1877年,氧实现了液化,6年后除氢和氦之外的所有“永久气体”都被液化了。1892年英国人杜瓦发明了低温恒温器杜瓦瓶,并在1898年实现了氢的液化,达到20.4开的温度,接着又用抽出氢表面的蒸气的方法实现了氢的固化,达到了12开。至此,只剩下最后一种“永久气体”氦还没有被液化!

  氢的液化为氦的液化创造了条件。低温的获得当时主要采用液体蒸发和节流膨胀。要获得更低温度,往往需要多级复叠系统获得,这在物理学原理上是可能的,但在实践中却存在许多技术问题。设计者必须考虑各种物理问题和解决这些问题所需的技术装备,很多仪器都需要自己制造,甚至开始时连电力都需要自己来解决。荷兰莱顿大学的物理学家昂内斯以极大的精力改善了实验室装备,在1908年通过采用压缩氮气节流预冷氢、氢压缩节流预冷氦,最终用压缩节流的方法将氦液化,获得了4.2开的低温。至此,自然界所有的气体都可以被液化了!


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