Kapitsa Petr Leonidovich(1894-1984) - mashhur sovet fizigi; laureati Nobel mukofoti; E. Ruterfordning shogirdi.

Kapitsa suyuq geliyning ortiqcha suyuqligini kashf etdi, yangi ishlab chiqilgan sanoat usullari gazlarni suyultirish. Ajoyib qiymat o'ta kuchli magnit maydonlarni yaratish bo'yicha Kapitsa ishiga ega va elektron generatorlar yuqori quvvat.

Suyuq gazlarni, xususan, suyuq havoni ishlab chiqarish uchun ko'plab turdagi mashinalar mavjud. Zamonaviy sanoat inshootlarida issiqlik izolyatsiyasi sharoitida (adiabatik kengayish) gazni kengaytirish orqali sezilarli sovutishga erishiladi.

Bunday mashinalar kengaytirgichlar deb ataladi. Kengayuvchi gaz pistonni (piston kengaytirgichlari) harakatlantirish yoki turbinani aylantirish (turbinani kengaytirgichlar) orqali ishlaydi. ichki energiya va shuning uchun soviydi.

Yuqori samarali turboekspanderlar past bosim akademik P. L. Kapitsa tomonidan ishlab chiqilgan. 50-yillardan beri dunyodagi barcha yirik havoni suyultirish qurilmalari Kapitsa sxemasi bo'yicha ishlamoqda.

6.14-rasmda piston kengaytirgichining soddalashtirilgan sxemasi ko'rsatilgan. Atmosfera havosi kompressorga kiradi 1 , bu erda u bir necha o'nlab atmosfera bosimiga siqiladi. Siqilish orqali isitiladigan havo issiqlik almashtirgichda sovutiladi 2 oqayotgan suv va kengaytiruvchi silindrga kiradi 3. Bu erda kengayib, u pistonni itarib ishlaydi va shunchalik soviydiki, u suyuqlikka aylanadi. Suyultirilgan havo idishga kiradi 4.

Suyuq havoning qaynash nuqtasi juda past. Atmosfera bosimida -193 °C. Shuning uchun, ochiq idishdagi suyuq havo, uning bug 'bosimi teng bo'lganda atmosfera bosimi, qaynatish. Atrofdagi jismlar ancha issiq bo'lganligi sababli, suyuq havoga issiqlik oqimi, agar u oddiy idishlarda saqlansa, shunchalik muhim bo'lar ediki, qisqa muddatga barcha suyuq havo bug'lanadi.

Suyuq gazlarni saqlash

Havoni suyuq holatda ushlab turish uchun uning issiqlik almashinuvini oldini olish kerak muhit. Buning uchun suyuq havo (va boshqalar suyuq gazlar) Dyuar kolbalari deb ataladigan maxsus idishlarga joylashtiriladi. Dyuar kolbasi odatdagi termos bilan bir xil tarzda yaratilgan. U ikkita shisha devorlarga ega, ular orasidagi bo'shliqdan havo chiqariladi (6.15-rasm). Bu idishning issiqlik o'tkazuvchanligini pasaytiradi. Radiatsiya bilan isitishni kamaytirish uchun ichki devor porloq (kumush) qilingan. Devar idishlari tor bo'yinli bo'lib, ularda suyultirilgan gazlar saqlanganda, ular idishdagi gaz asta-sekin bug'lanish imkoniyatiga ega bo'lishi uchun ochiq qoldiriladi. Bug'lanish uchun issiqlik yo'qolishi tufayli suyultirilgan gaz har doim sovuq bo'lib qoladi. Yaxshi Dyuar kolbasida suyuq havo bir necha hafta davomida saqlanishi mumkin.

Suyultirilgan gazlarni qo'llash

Gazlarni suyultirish texnik va ilmiy ahamiyati. Havoni suyultirish texnologiyada havoni uning tarkibiy qismlariga ajratish uchun ishlatiladi. Usul havoni tashkil etuvchi turli gazlarning qaynashiga asoslanadi turli haroratlar. Geliy, neon, azot va argon eng past qaynash nuqtalariga ega. Kislorod argonga qaraganda bir oz yuqori qaynash nuqtasiga ega. Shuning uchun avval geliy, neon, azot, keyin esa argon va kislorod bug'lanadi.

Suyultirilgan gazlar texnologiyada keng qo'llaniladi. Azot ammiak va azot tuzlarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi qishloq xo'jaligi tuproqni o'g'itlash uchun. To'ldirish uchun argon, neon va boshqa inert gazlar ishlatiladi elektr lampalar akkor lampalar, shuningdek, gazli yorug'lik lampalari. Ko'pgina ilovalar kislorodga ega. Asetilen yoki vodorod bilan aralashtirilganda, metallarni kesish va payvandlash uchun ishlatiladigan juda yuqori haroratli olov hosil qiladi. Kislorodni quyish (kislorod portlashi) metallurgiya jarayonlarini tezlashtiradi. Dorixonalardan yostiqda yetkazib beriladigan kislorod bemorlarning dardini engillashtiradi. Suyuq kisloroddan kosmik raketa dvigatellari uchun oksidlovchi sifatida foydalanish ayniqsa muhimdir. Birinchi kosmonavt Yu.Gagarinni kosmosga ko?targan raketa dvigatellari suyuq kislorodda ishlagan.

Suyuq vodorod kosmik raketalarda yoqilg'i sifatida ishlatiladi. Misol uchun, Amerikaning Saturn 5 raketasiga yonilg'i quyish uchun 90 tonna suyuq vodorod kerak bo'ladi.

Sanoatda, tibbiyotda va hokazolarda ishlatiladigan gazlarni suyultirilgan holatda tashish osonroq bo'ladi, chunki bir xil hajmda ko'proq miqdordagi moddalar mavjud. Suyuq karbonat angidrid po'lat tsilindrlarda gazlangan suv zavodlariga shunday yetkaziladi.

Suyuq ammiak muzlatgichlarda - ulkan omborlarda keng qo'llaniladi tez buziladigan oziq-ovqat. Suyultirilgan gazlarning bug'lanishi paytida yuzaga keladigan sovutish tez buziladigan mahsulotlarni tashishda muzlatgichlarda qo'llaniladi.

Vakuum. Suyuq havo

Laboratoriyalarda molekulalarning bir-biri bilan to'qnashuvi nisbatan kam uchraydigan vakuum ("bo'shliq") taxminan 0,13 Pa bosimga to'g'ri keladi. Hatto eng ilg'or usullar bilan ham zamonaviy texnologiya Bir kub santimetr gazda 1000 dan kam zarrachalar qoladigan vakuumga erishish mumkin emas.

At litr havo massasi normal sharoitlar(1,293 g), havoning o'rtacha molyar massasi 22,4·1,293 = 29 g/mol.

Etarlicha sovutilganda havo suyuq holatga aylanadi. Suyuq havo issiqlik uzatishni kamaytirish uchun havo pompalanadigan bo'shliqdan ikki devorli idishlarda juda uzoq vaqt saqlanishi mumkin. Shunga o'xshash idishlar, masalan, termoslarda qo'llaniladi.

Oddiy sharoitlarda erkin bug'lanadigan suyuq havo taxminan -190 ° C haroratga ega. Uning tarkibi doimiy emas, chunki azot kisloroddan tezroq bug'lanadi. Azot chiqarilgach, suyuq havoning rangi ko'k rangdan och ko'k rangga (suyuq kislorodning rangi) o'zgaradi.

Suyultirish qiyin bo'lgan gazlarni kengaytirish vaqtida sovutish uchun ularning xususiyatlaridan foydalanib suyultirish o'rganildi, agar gaz qayta-qayta siqilib, katta idishga chiqarilsa, u soviydi va uning harorati kritik haroratga yetganda u suyulishni boshlaydi.

Suyultirilgan havo ishlab chiqarish texnologiyasi juda oddiy. Birinchidan, gazlar aralashmasi changdan, suv zarralaridan, shuningdek, tozalanadi karbonat angidrid. Yana bir muhim komponent mavjud, ularsiz suyuq havo - bosim hosil bo'lmaydi. Kompressor yordamida havo 200-250 atmosferaga siqiladi, shu bilan birga uni suv bilan sovutadi. Keyinchalik, havo birinchi issiqlik almashtirgichdan o'tadi, shundan so'ng u ikkita oqimga bo'linadi, ularning kattaroq qismi kengaytirgichga o'tadi. Bu atama gazni kengaytirish orqali ishlaydigan pistonli mashinaga ishora qiladi. U potentsial energiyani mexanik energiyaga aylantiradi va gaz soviydi, chunki u ishlaydi.

1938 yilda P. L. Kapitsa suyuq havoni past bosimda - atigi 5-6 atm ishlab chiqarish usulini ishlab chiqdi. Ushbu usulning asosiy xususiyati kompressor va kengaytirgichning piston mexanizmlarini turbinali mexanizmlar bilan almashtirishdir.

Ilova

Suyuq havoning o'zi hech qanday joyda ishlatilmaydi, u toza gazlar ishlab chiqarishda oraliq mahsulotdir. Komponentlarni izolyatsiya qilish printsipi qaynash nuqtasidagi farqga asoslanadi komponentlar aralashmalar: kislorod -183°, azot esa -196° da qaynaydi. Suyuq havoning harorati ikki yuz darajadan past bo'lib, uni isitish orqali ajratish mumkin. Suyuq havo asta-sekin bug'lana boshlaganda, birinchi navbatda azot bug'lanadi va uning katta qismi allaqachon bug'langandan so'ng, kislorod -183 ° haroratda qaynaydi. Gap shundaki, azot aralashmada qolsa ham, qo'shimcha isitish ishlatilsa ham, u qizishda davom eta olmaydi, lekin darhol eng azot bug'lanadi, aralashma tezda aralashmaning keyingi qismi, ya'ni kislorodning qaynash nuqtasiga etadi. -

Siqilgan havo 150 atm bosim uchun mo'ljallangan po'lat tsilindrlarda saqlanadi. Hozirgi bo'yicha texnik xususiyatlar Ushbu tsilindrlar qora rangda bo'lishi kerak, oq yozuv bilan "siqilgan havo".

Kimyoviy reaksiyalar suyuq havo haroratida ular odatda juda sekinlashadi. Biroq, undagi kislorodning yuqori konsentratsiyasi (konsentratsiya - hajm yoki massa birligiga to'g'ri keladigan moddaning miqdori) tufayli suyuq havo bilan aralashtirilgan yonuvchan moddalar odatdagi sharoitlarga qaraganda ancha kuchliroq yonadi. Masalan, suyuq havo bilan namlangan paxta tutunsiz porox kabi chaqnab ketadi.

Barcha gazlar bir nechta agregatsiya holatiga ega bo'lganligi va suyultirilishi mumkinligi sababli, gazlar aralashmasidan tashkil topgan havo ham suyuqlikka aylanishi mumkin. Asosan, undan toza kislorod, azot va argonni ajratish uchun suyuq havo ishlab chiqariladi.

Bir oz tarix

19-asrgacha olimlar gazning faqat bittasi borligiga ishonishgan jismoniy holat, lekin ular o'tgan asrning boshida havoni suyuq holatga keltirishni o'rgandilar. Bu Linde mashinasi yordamida amalga oshirildi, uning asosiy qismlari kompressor (nasos bilan jihozlangan elektr motor) va issiqlik almashtirgich bo'lib, ikkita o'ralgan trubka shaklida taqdim etilgan, ulardan biri ikkinchisining ichiga o'tgan. Dizaynning uchinchi komponenti termos edi, uning ichida mashinaning qismlari qoplangan issiqlik izolyatsiyalash materiallari tashqaridan issiqlik gaziga kirishni oldini olish uchun. Bo'yin yaqinida joylashgan ichki quvur gaz kelebe?i bilan tugadi.

Gaz ishi

Suyultirilgan havo ishlab chiqarish texnologiyasi juda oddiy. Birinchidan, gazlar aralashmasi chang, suv zarralari va karbonat angidriddan tozalanadi. Yana bir muhim komponent mavjud, ularsiz suyuq havo - bosim hosil bo'lmaydi. Kompressorni 200-250 atmosferaga qadar ishlatish, bir vaqtning o'zida uni suv bilan sovutish. Keyinchalik, havo birinchi issiqlik almashtirgichdan o'tadi, shundan so'ng u ikkita oqimga bo'linadi, ularning kattaroq qismi kengaytirgichga o'tadi. Bu atama gazni kengaytirish orqali ishlaydigan pistonli mashinaga ishora qiladi. U potentsial energiyani mexanik energiyaga aylantiradi va gaz soviydi, chunki u ishlaydi.

Turboekspander

Ko'rinib turgan soddaligiga qaramay, kengaytirgichdan foydalanish mumkin emas sanoat miqyosi. Yupqa trubkadan o'tish orqali olingan gaz juda qimmatga tushadi, uni ishlab chiqarish unchalik samarali emas va energiya sarflaydi, shuning uchun sanoat uchun qabul qilinishi mumkin emas. O'tgan asrning boshlarida quyma temirni eritishni soddalashtirish masalasi paydo bo'ldi va shu maqsadda havodan kislorod miqdori yuqori bo'lgan puflagich yasash taklifi ilgari surildi. Shunday qilib, ikkinchisining sanoat ishlab chiqarishi haqida savol tug'ildi.

Piston kengaytirgichi tezda suv muzi bilan tiqilib qoladi, shuning uchun avval havo quritilishi kerak, bu jarayonni qiyinlashtiradi va qimmatroq qiladi. Porshen o‘rniga turbinani ishlatadigan turboekspanderning yaratilishi muammoni hal qilishga yordam berdi. Keyinchalik turboekspanderlar boshqa gazlarni ishlab chiqarish jarayonida qo'llanilishini topdilar.

Ilova

Suyuq havoning o'zi hech qanday joyda ishlatilmaydi, u toza gazlar ishlab chiqarishda oraliq mahsulotdir.

Komponentlarni izolyatsiya qilish printsipi aralashmaning tarkibiy qismlarining qaynashidagi farqga asoslanadi: kislorod -183 ° da, azot esa -196 ° da qaynaydi. Suyuq havoning harorati ikki yuz darajadan past bo'lib, uni isitish orqali ajratish mumkin.

Suyuq havo asta-sekin bug'lana boshlaganda, birinchi navbatda azot bug'lanadi va uning katta qismi allaqachon bug'langandan so'ng, kislorod -183 ° haroratda qaynaydi. Haqiqat shundaki, azot aralashmada qolsa ham, qo'shimcha isitish ishlatilsa ham, u qizishda davom eta olmaydi, lekin azotning katta qismi bug'langandan so'ng, aralashmaning keyingi qismi qaynash nuqtasiga tezda etib boradi. aralashmasi, ya'ni kislorod.

Tozalash

Biroq, bu yo'l bilan bir operatsiyada sof kislorod va azot olish mumkin emas. Distillashning birinchi bosqichida suyuq holatda havo taxminan 78% azot va 21% kislorodni o'z ichiga oladi, ammo jarayon qanchalik uzoq davom etsa va suyuqlikda azot qancha kam qolsa, u bilan birga kislorod ko'proq bug'lanadi. Suyuqlikdagi azot kontsentratsiyasi 50% ga tushganda, bug'dagi kislorod miqdori 20% gacha ko'tariladi. Shuning uchun bug'langan gazlar yana kondensatsiyalanadi va ikkinchi marta distillanadi. Qanchalik ko'p distillashlar bo'lsa, hosil bo'lgan mahsulotlar shunchalik toza bo'ladi.

Sanoatda

Bu ikki qarama-qarshi jarayon. Birinchisi bilan suyuqlik issiqlikni sarflashi kerak, ikkinchisi bilan esa issiqlik chiqariladi. Agar issiqlik yo'qotilishi bo'lmasa, bu jarayonlarda chiqarilgan va iste'mol qilinadigan issiqlik tengdir. Shunday qilib, kondensatsiyalangan kislorod hajmi deyarli bug'langan azot hajmiga teng bo'ladi. Bu jarayon rektifikatsiya deb ataladi. Suyuq havoning bug'lanishi natijasida hosil bo'lgan ikkita gaz aralashmasi yana u orqali o'tadi va kislorodning bir qismi kondensatga o'tadi va issiqlik chiqaradi, buning natijasida azotning bir qismi bug'lanadi. Jarayon ko'p marta takrorlanadi.

Sanoat va kislorod ishlab chiqarish distillash ustunlari deb ataladigan joylarda sodir bo'ladi.

Suyuq kislorod ta'sirida ko'plab materiallar mo'rt bo'ladi. Bundan tashqari, u juda kuchli oksidlovchi moddadir, shuning uchun u bir marta organik moddalar kuyish, juda ko'p issiqlik chiqaradi. Suyuq kislorod bilan singdirilganda, bu moddalarning ba'zilari nazoratsiz portlovchi xususiyatlarga ega bo'ladi. Bunday xatti-harakatlar oddiy asfaltni o'z ichiga olgan neft mahsulotlariga xosdir.

Kommunal xizmatlar uchun turli energiya saqlash tizimlarini ishlab chiquvchi Highview Power Storage ingliz kompaniyasi yaqinda suyuq havoning saqlash xususiyatlarini o'rganish uchun o'n sakkiz million AQSh dollari miqdorida mablag' oldi.

"Suyuq havo" atamasi uning suyuqlanish haroratiga qadar sovutilgan atmosfera havosi sifatida tushunilishi kerak. Isitilganda va agregatsiya holati o'zgarganda, suyultirilgan havo uning egallagan hajmlarini sezilarli darajada oshirish qobiliyati bilan tavsiflanadi, bu esa uni energiyani saqlash uchun potentsial istiqbolli materialga aylantiradi.

Eng keng tarqalgan manbalar bilan bog'liq asosiy muammo muqobil energiya ularning nomuvofiqligi, ya'ni o'zboshimchalik davrida, ularning avlodidir elektr energiyasi keng diapazonda dinamik ravishda o'zgaradi va umuman yo'q bo'lishi mumkin. At joriy daraja Ko'pgina olimlar texnologik o'zgarishlarni ko'rishadi samarali yechim to'xtab qolish vaqtida yuzaga keladigan bo'shliqlarni qoplash uchun yuqori energiya ishlab chiqarish davrida ortiqcha energiyani zaxiralash muammolari. An'anaviy elektr energiyasini saqlash tizimlari akkumulyator paketlaridan foydalanishni o'z ichiga oladi, ammo Highview Power Storage muqobil yondashuvni ishlab chiqdi - elektr energiyasini suyultirilgan havo ko'rinishida saqlash, keyinchalik uni vakuum sharoitida istalgan hajmdagi tanklarda zarurat tug'ilgunga qadar saqlash mumkin.

Kompaniya vakillarining fikricha, taklif etilayotgan konsepsiya ham samarali, ham oddiy, ham arzon. davomida samaradorlikni oshirdi elektr stansiyasi, ishlab chiqarilgan elektr energiyasining ortiqcha miqdori atrof-muhitdan atmosfera havosini tortib olishga sarflanadi, shundan so'ng u suv bug'lari va karbonat angidriddan tozalanadi. Tozalash operatsiyasidan so'ng, havo aralashmasi minus bir yuz to'qson daraja Selsiy haroratgacha sovutiladi, buning natijasida u agregatsiya holatini suyuqlikka o'zgartiradi. Agar kerak bo'lsa, suyuqlikni iliq havo bilan isitish mumkin, buning natijasida sezilarli kengayish paydo bo'ladi ortiqcha bosim, bu esa o'z navbatida elektr energiyasini ishlab chiqaradigan turbinani aylantiradi. Rasmiy ma'lumotlarga ko'ra, elektr energiyasini saqlashning ushbu usulining samaradorligi taxminan ellikdan oltmish foizgacha. Shunday qilib, elektr stansiyasi tomonidan ishlab chiqarilgan energiyaning deyarli yarmi faqat uni saqlashga sarflanadi. Bu ko'rsatkichni ajoyib narsa deb atash qiyin, chunki zamonaviy batareyalar bilan energiya tejash samaradorligi to'qson foizga etadi. Biroq, energiyani saqlash uchun suyultirilgan havodan foydalanish muhim afzalliklarga ega. Avvalo, olingan energiya an'anaviy bo'lsa-da, uzoq vaqt davomida yo'qotmasdan saqlanishi mumkin batareyalar cheklangan xizmat muddati bor, va uzoq muddatli saqlash ularda energiya sezilarli yo'qotishlar bilan bog'liq. Shuni ham ta'kidlash kerakki, elektr energiyasini bunday saqlash atrof-muhit uchun qo'shimcha xavf tug'dirmaydi, kimyoviy batareyalar massivlarini saqlash esa ma'lum xavflar bilan bog'liq.

Adolat uchun shuni ta'kidlash kerakki, Highview Power Storage suyultirilgan havodan foydalangan holda energiyani saqlash sohasida ilmiy tadqiqotlar olib boradigan yagona kompaniyadan uzoqdir. Shunga o'xshash ishlar Berklidagi LightSail mutaxassislari, Nyu-Xempshirdagi SustainX kompaniyasi va boshqalar band. Bundan tashqari, Rikardo mashinasozlik giganti keng ko'lamli ishlanmalarni amalga oshirmoqda, uning asosiy maqsadi suyultirilgan gazni avtomobillar uchun yoqilg'i sifatida ishlatishdir.(odnaknopka)

Har qanday gazni oddiy siqish orqali suyuqlikka aylantirish mumkin, agar uning harorati kritik haroratdan past bo'lsa. Shuning uchun moddalarning suyuqlik va gazlarga bo'linishi asosan o'zboshimchalik bilan amalga oshiriladi. Biz gazlar deb hisoblashga odatlangan moddalar juda past kritik haroratga ega va shuning uchun xona haroratiga yaqin haroratda suyuq holatda bo'lolmaydi. Aksincha, biz suyuqlik deb tasniflaydigan moddalar yuqori kritik haroratga ega.
Birinchi gaz (ammiak) 1799 yilda suyuqlikka aylantirilgan. Gazlarni suyultirishdagi keyingi muvaffaqiyatlar gazlarni bir vaqtning o'zida sovutish va siqish orqali suyultirilgan ingliz fizigi M. Faraday (1791-1867) nomi bilan bog'liq.
19-asrning ikkinchi yarmiga kelib. O'sha paytda ma'lum bo'lgan barcha gazlardan faqat oltitasi suyuqlikka aylanmagan: vodorod, kislorod, azot, azot oksidi, uglerod oksidi va metan - ular doimiy gazlar deb atalgan. Bu gazlarni suyultirish yana chorak asrga kechiktirildi, chunki haroratni pasaytirish texnologiyasi yaxshi rivojlanmagan va ularni kritik haroratdan pastroq sovutish mumkin emas edi. Fiziklar 1 K darajali haroratlarni olishni o'rganganlarida, ular barcha gazlarni, shu jumladan geliyni nafaqat suyuqlikka, balki qattiq holatga ham aylantirishga muvaffaq bo'lishdi.
Gazni suyultirish zavodlari
Suyuq gazlarni, xususan, suyuq havoni ishlab chiqarish uchun ko'plab turdagi mashinalar mavjud. Zamonaviy sanoat inshootlarida issiqlik izolyatsiyasi sharoitida (adiabatik kengayish) gazni kengaytirish orqali sezilarli sovutishga erishiladi.
Bunday mashinalar kengaytirgichlar deb ataladi. Kengayuvchi gaz o'zining ichki energiyasidan foydalangan holda pistonni (piston kengaytirgichlari) harakatlantirish yoki turbinani (turbinani kengaytirgichlar) aylantirish orqali ishlaydi va shuning uchun sovutiladi.
Yuqori samarali past bosimli turboekspanderlar akademik P. L. Kapitsa tomonidan ishlab chiqilgan. 50-yillardan beri dunyodagi barcha yirik havoni suyultirish qurilmalari Kapitsa sxemasi bo'yicha ishlamoqda.
Kapitsa Petr Leonidovich (1894-1984) - mashhur sovet fizigi; Nobel mukofoti sovrindori; E. Ruterfordning shogirdi.
Kapitsa suyuq geliyning ortiqcha suyuqligini kashf etdi va gazlarni suyultirishning yangi sanoat usullarini ishlab chiqdi. Kapitsaning o'ta kuchli magnit maydonlari va yuqori quvvatli elektron generatorlarini yaratish bo'yicha ishi katta ahamiyatga ega.
6.14-rasmda piston kengaytirgichining soddalashtirilgan sxemasi ko'rsatilgan. Atmosfera havosi kompressor 1 kiradi, u erda bir necha o'nlab atmosfera bosimiga siqiladi. Siqish paytida isitiladigan havo issiqlik almashtirgich 2da sovutiladi oqar suv va kengaytiruvchi tsilindrga kiradi 3. Bu erda kengayib, u pistonni itarib ishlaydi va shunchalik soviydiki, u suyuqlikka aylanadi. Suyultirilgan havo 4-idishga kiradi.
Havo

Suyuq havoning qaynash nuqtasi juda past. Atmosfera bosimida -193 °C. Shuning uchun, ochiq idishdagi suyuq havo, uning bug 'bosimi atmosfera bosimiga teng bo'lganda, qaynaydi. Atrofdagi jismlar ancha issiq bo'lganligi sababli, suyuq havoga issiqlik oqimi, agar u oddiy idishlarda saqlangan bo'lsa, shunchalik muhim bo'ladiki, juda qisqa vaqt ichida barcha suyuq havo bug'lanadi.
Suyuq gazlarni saqlash

Guruch. 6.15
Havoni suyuq holatda ushlab turish uchun uning atrof-muhit bilan issiqlik almashinuvini oldini olish kerak. Shu maqsadda suyuq havo (va boshqa suyuq gazlar) Devar kolbalari deb ataladigan maxsus idishlarga joylashtiriladi. Dyuar kolbasi odatdagi termos bilan bir xil tarzda yaratilgan. U ikkita shisha devorlarga ega, ular orasidagi bo'shliqdan havo chiqariladi (6.15-rasm). Bu idishning issiqlik o'tkazuvchanligini pasaytiradi. Radiatsiya bilan isitishni kamaytirish uchun ichki devor porloq (kumush) qilingan. Devar idishlari tor bo'yinli bo'lib, ularda suyultirilgan gazlar saqlanganda, ular idishdagi gaz asta-sekin bug'lanish imkoniyatiga ega bo'lishi uchun ochiq qoldiriladi. Bug'lanish orqali issiqlik yo'qolishi tufayli suyultirilgan gaz doimo sovuq bo'lib qoladi. Yaxshi Dyuar kolbasida suyuq havo bir necha hafta davomida saqlanishi mumkin.
Suyultirilgan gazlarni qo'llash
Gazlarni suyultirish texnik va ilmiy ahamiyatga ega. Havoni suyultirish texnologiyada havoni uning tarkibiy qismlariga ajratish uchun ishlatiladi. Usul havoni tashkil etuvchi turli gazlarning har xil haroratda qaynashiga asoslanadi. Geliy, neon, azot va argon eng past qaynash nuqtalariga ega. Kislorod argonga qaraganda bir oz yuqori qaynash nuqtasiga ega. Shuning uchun avval geliy, neon, azot, keyin esa argon va kislorod bug'lanadi.
Suyultirilgan gazlar texnologiyada keng qo'llaniladi. Azot ammiak va qishloq xo'jaligida tuproqni urug'lantirish uchun ishlatiladigan azot tuzlarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Argon, neon va boshqa inert gazlar akkor elektr lampalarni, shuningdek, gazli yorug'lik lampalarini to'ldirish uchun ishlatiladi. Kislorod eng ko'p foydalanishga ega. Asetilen yoki vodorod bilan aralashtirilganda, metallarni kesish va payvandlash uchun ishlatiladigan juda yuqori haroratli olov hosil qiladi. Kislorodni quyish (kislorod portlashi) metallurgiya jarayonlarini tezlashtiradi. Dorixonalardan yostiqda yetkazib beriladigan kislorod bemorlarning dardini engillashtiradi. Suyuq kisloroddan kosmik raketa dvigatellari uchun oksidlovchi sifatida foydalanish ayniqsa muhimdir. Birinchi kosmonavt Yu.Gagarinni kosmosga ko?targan raketa dvigatellari suyuq kislorodda ishlagan.
Suyuq vodorod yoqilg'i sifatida ishlatiladi kosmik raketalar. Misol uchun, Amerikaning Saturn 5 raketasiga yonilg'i quyish uchun 90 tonna suyuq vodorod kerak bo'ladi. Sanoatda, tibbiyotda va hokazolarda ishlatiladigan gazlarni suyultirilgan holatda tashish osonroq, chunki bir xil hajmda Ko'proq moddalar. Suyuq karbonat angidrid po'lat tsilindrlarda gazlangan suv zavodlariga shunday yetkaziladi.
Suyuq ammiak muzlatgichlarda - tez buziladigan oziq-ovqat saqlanadigan ulkan omborlarda keng qo'llaniladi. Suyultirilgan gazlarning bug'lanishi paytida yuzaga keladigan sovutish tez buziladigan mahsulotlarni tashishda muzlatgichlarda qo'llaniladi.
uchun gazni suyultirish qiymati ilmiy tadqiqot
Barcha gazlarning suyuq holatga aylanishi moddalar tuzilishidagi birlikni yana bir bor tasdiqladi. Bu moddaning holati uning harorati va bosimiga bog'liqligini va ma'lum bir jism uchun bir marta va umuman aniqlanmasligini ko'rsatdi.
Boshqa tomondan, gazlarni suyultirish jarayonida erishilgan past haroratlar ilmiy tadqiqotlar chegaralarini keng kengaytirdi va ekstremal haroratlarda moddalarning ko'pgina xususiyatlarining o'zgarishini aniqlash imkonini berdi. past haroratlar. Kauchukdan yasalgan elastik jismlar bu haroratlarda shisha kabi mo'rt bo'lib qoladi. Suyuq havoda sovutilgandan so'ng rezina bo'lagi osongina sinadi, rezina shar esa zarbada bo'laklarga bo'linadi. Simob va rux past haroratlarda egiluvchan bo'lib qoladi va qo'rg'oshin, plastik metall, po'lat kabi elastik bo'ladi. Qo'rg'oshin halqalaridan yasalgan qo'ng'iroq. Ko'p moddalar (alkogol, tuxum qobig'i h.k.) oq yorug'lik bilan yoritgandan so'ng ular o'zlarining nurlanishini yaratadilar turli ranglar(asosan yashil-sariq).
Past haroratlarda issiqlik harakatining intensivligi keskin kamayadi, shuning uchun yuqori haroratlarda yashiringan bir qator hodisalarni kuzatish mumkin bo'ladi. yuqori haroratlar molekulalarning termal harakati.
ga yaqin haroratlarda mutlaq nol, ba'zi metallar va qotishmalarning elektr xususiyatlari juda o'zgaradi: ularning qarshiligi elektr toki nolga teng bo'ladi. Supero'tkazuvchanlik deb ataladigan bu hodisa 1911 yilda G. Kamerlingh Onnes tomonidan kashf etilgan. 2,2 K haroratda suyuq geliyda yopishqoqlik yo'qoladi, ya'ni u ortiqcha suyuqlik xususiyatiga ega bo'ladi. O'ta suyuqlik P. JI tomonidan kashf etilgan. Kapitsa 1938 yil
Azot, kislorod, vodorod, geliy kabi gazlar faqat juda past haroratlarda suyuq holatda bo'lishi mumkin. Bunday haroratlarda ular topiladi maxsus xususiyatlar normal sharoitda molekulalarning issiqlik harakati bilan niqoblangan moddalar. Bu xususiyatlar fanda ham, texnologiyada ham qo'llaniladi.