Сжижение газов*

Не могло бы считаться вполне изученным, если бы не были получены недавно Дьюаром в жидком виде наиболее трудно сгущаемые из них, а именно водород и гелий. В ст. Газы сжиженные (см.) приведена история вопроса о С. Газов и уже описано получение Врублевским и Ольшевским кислорода, окиси углерода и азота в жидком виде. Тот же прием был применяем вначале Дьюаром к получению больших количеств кислорода. В 1895 году Дьюар представил Лондонскому химическому обществу новый прибор для С. Кислорода. В этом приборе можно было гораздо легче достигать очень низких температур благодаря непрерывному расширению сжатого газа. Здесь необходимо рассмотреть два случая расширения газов. Первый, когда происходит быстрое расширение предварительно сильно сжатого газа, сопровождаемое сильным охлаждением.

Этот прием с успехом применяется в приборе Кальете (см. Газы сжиженные), но нет никакой возможности поддерживать таким путем постоянную, очень низкую температуру. Лишь для незначительного охлаждения при малом сжатии и малом расширении подобного рода машины могут работать производительно (см. Лед искусственный). В рассматриваемом случае происходит преобразование тепловой энергии газа во внешнюю работу. Получаемое охлаждение эквивалентно внешней работе (см. Теплота, адиабатический процесс). Гораздо большее значение в усовершенствовании приемов охлаждения имеет другой случай расширения, сопровождающийся охлаждением, это так назыв. Явление Джоуля-Томсона. Это явление и было применено Дьюаром и, по-видимому, одновременно с ним и Линде к получению весьма низких температур.

Роль этого явления тем более замечательна, что в условиях опытов, которые производились (в 1854 г.) для изучения этого явления, весь эффект заключался в очень незначительном понижении температуры, для воздуха около 0,3° С на атмосферу разности давлений, а для водорода даже в повышении температуры. Между тем именно на основании этого явления, правда, при очень низкой температуре, удалось обратить водород в жидкость. Сущность явления Джоуля-Томсона заключается в следующем. Газ, выходящий из резервуара, в котором поддерживается постоянное давление р 1 и температура Т (по абсолютной шкале), через малые отверстия, напр. Пробку из ваты или шелка, в другой резервуар, имеющий, равно как и все части прибора, ту же температуру Т и некоторое постоянное давление р 0.