HAVONING SUYILIShI

HAVONING SUYILIShI, havoni -147 ° C kritik haroratgacha sovutish orqali erishilgan jarayon, havo bosim ostida yoki undan pastroqda suyultiriladi. Qayta siqish, so'ngra ADIABATIK kengayishdan so'ng, JOLE-TOMPSON TA'SIRiga ko'ra, bu haroratda suv tomchilari paydo bo'ladi.

Ilmiy-texnik entsiklopedik lug'at.

Boshqa lug'atlarda "AIR LIQUIFICATION" nima ekanligini ko'ring:

U gazni suyuq holatga o'tkazish uchun zarur bo'lgan bir necha bosqichlarni o'z ichiga oladi. Ushbu jarayonlar ilmiy, sanoat va tijorat maqsadlarida qo'llaniladi. Barcha gazlarni oddiy sovutish orqali suyuq holatga keltirish mumkin ... ... Vikipediya

Moddaning gazsimon holatdan suyuq holatga o'tishi. Bu yil ularni kritik haroratdan pastroq sovutish orqali erishiladi (Qarang: Kritik harorat) (Tk) va bug'lanish (kondensatsiya) issiqligini olib tashlash natijasida keyingi kondensatsiya. ... ... Buyuk Sovet Entsiklopediyasi

Agar Dyuar yaqinda suyuqlik shaklida ularning eng qiyin kondensatsiyasini, ya'ni vodorod va geliyni olmagan bo'lsa, buni to'liq o'rganilgan deb hisoblash mumkin emas edi. San'atda. Suyultirilgan gazlar (qarang) S. gazlarining chiqarilish tarixi berilgan va kvitansiya allaqachon tasvirlangan ... ... Entsiklopedik lug'at F.A. Brockhaus va I.A. Efron

Devardagi ochiq ko'k suyuq kislorod. Suyuq kislorod (LC, inglizcha Liquid oxygen, LOX) - och ko'k rangli suyuqlik bo'lib, kuchli paramagnetiklarga tegishli. Bu kislorodni to'plashning to'rtta holatidan biridir. LCD ... ... Vikipediya

O (oksigeniy), elementlar davriy sistemasining VIA kichik guruhining kimyoviy elementi: O, S, Se, Te, Po xalkogen oilasiga kiradi. Bu tabiatda eng keng tarqalgan element bo'lib, uning tarkibi Yer atmosferasida, er qobig'ida 21% (hajm) ... ... Collier entsiklopediyasi

Tabiiy gaz- (Tabiiy gaz) Tabiiy gaz eng keng tarqalgan energiya tashuvchilardan biridir Gazning ta'rifi va qo'llanilishi, tabiiy gazning fizik va kimyoviy xossalari Tarkibi >>>>>>>>>>>>>>>>> … Investor entsiklopediyasi

Lavuazye davrida (bu nomga qarang) G.ning suyuq va qattiq holatga oʻtishi juda ehtimoliy tuyulardi, chunki fizik holatning shunga oʻxshash oʻzgarishi koʻpincha kimyoviy reaksiyalar jarayonida sodir boʻladi (Oeuvres de Lavoisier, II 804-jild). XIX asr boshlarida ...... Entsiklopedik lug'at F.A. Brockhaus va I.A. Efron

- (kimyo, ozon nemis, ozon frantsuz va ingliz) gazsimon jism, hozirgi kunga qadar elementar gazsimon moddaning allotropik modifikatsiyasining yagona holatini ifodalaydi; bu kislorod, uning zarrasida ikkita emas, balki uchta atom mavjud. Uning ta'limi ...... Entsiklopedik lug'at F.A. Brockhaus va I.A. Efron

GAZLAR- GAZLAR, moddaning molekulalari bir-biridan katta masofada uzoqlashgani va molekulalar orasidagi o'zaro ta'sir kuchlarining juda kichikligi bilan tavsiflangan holatda bo'lgan moddalar. Gaz holatidagi moddalarning eksperimental tadqiqotlari ... ... Katta tibbiy ensiklopediya

Muqaddima 3

BIRINCHI QISM
Gazlarni suyultirish

I-BOB Birinchi qadamlar 7
Suyuqliklarning bug' bosimi - To'yingan va to'yinmagan bug'lar 8
Har xil suyuqliklarning bug' bosimining ikkinchisining xususiyatlariga va ularning haroratiga qarab o'zgarishi 10
Bug'lanish issiqligi 11
Atmosfera bosimida suyultirilgan gazlar mavjudligi uchun sovuqqa bo'lgan ehtiyoj 12
Bosimning qaynash nuqtasiga ta'siri 13
Bosimning pasayishi 13
Bug'lantiruvchi sovutgichlar 13
Bosimning oshishi 15
Ba'zi suyultirilgan gazlarni ishlab chiqarishda sovutish o'rniga bosimdan foydalanish imkoniyati 16
To'yingan bug'ning elastikligidan oshib ketadigan bosim ta'sirida suyuqlikka aylanishi 18
Bug'lanish va suyuqlanish hodisalarining teskariligi 20
Suyuqlanish issiqligi 21
Bosimga duchor bo'lgan to'yinmagan bug 'to'yingan bug' holatiga o'tishdan oldin gaz kabi siqiladi.
Toʻyinmagan bugʻlarning toʻyinganlikka yaqinlashganda Mariott qonunidan chetga chiqishi 23
Oddiy sovutish orqali suyultirish 25
Oddiy bosim bilan suyultirish 27
Faraday tajribalari 28
Tilorie 30 apparati
Qattiq karbonat angidridning ayrim xossalari 32
Suyuqlanish va bir vaqtda siqish va sovutish yordami 33
Faradayning keyingi tajribalari 33

II-BOB Muhim nuqta 35
Yangi nosozliklar va ularning sabablari 35
Kanar de la Turning asarlari va Faraday fikri 37
Endryu tajribalari 38
Tepalik nuqtasi va uni belgilovchi shartlar 42
Gazlarni suyultirishiga ko'ra tasnifi 43
Endryu tasnifi 45

III-BOB Doimiy gazlarni suyultirish 45
Tajribalar Calhete 45
Pictet 50 bilan tanishing
Olshevskiy va Vroblevskiyning tajribalari 54
Kamerling-Onnes 56 tajribalari

IKKINCHI QISM
Havoni sanoatda suyultirish

IV BOB Siemens kengaytirish va issiqlik almashinuvchisi Siemens dan
Linde 58
Ko'p tsikllar usulining etarli emasligi 58
Nima uchun kengayish sovuqni keltirib chiqaradi? 59
60 ni kengaytirishning ikkita asosiy usuli
Issiqlik almashtirgichlarga bo'lgan ehtiyoj 61
Muvaffaqiyatsiz urinishlar haqida 63
Joul va Tomson tajribasi 64
Gamson usuli va apparati 67
Issiqlik almashtirgich nafaqat sovutishni 69 oshirish uchun mo'ljallangan
Jarayon va apparat Linde 71
Mening ishim tarixi haqida bir oz 74
Ikki kengaytirish usulini solishtirish 79
Tashqi ish bilan kengaytirish 82
Oddiy amal qilish muddati bilan kengaytirish 83

V BOB Gazsimon holatning nomukammalligi Van der Vaals asarlari 86
Tegishli davlatlar 94
Past haroratlarda havoning siqilishi 100
Witkowski asarlari 100

VI BOB. Oddiy amal qilish muddati bilan kengaytirish 104
Samaradorlikni hisoblash 104
Oddiy chiqib ketish orqali nomukammal gazning kengayishi 107
Kengayish paytida haroratning pasayishi sovutish effekti haqida xayoliy va bo'rttirilgan fikrni yaratadi 117
Linde tomonidan ichki ish bilan kengaytirish usuliga kiritilgan yaxshilanishlar 117
Linde usuli 121 bo'yicha kengayishning sovutish effektini hisoblash

VII-BOB Tashqi ishlar yordamida kengaytirish 121
Avtomatik moylash Neft efiri 125
Birinchi tajribalar 129
Birinchi muvaffaqiyatlar 131
Mashinada suyultirish bilan kengayishning kamchiliklari 132
135 bosim ostida suyultirish
Amaliy qo'llash 139
Kengayish energiyasidan foydalanish haqida bir necha so'z 142
Kengaytma oxirini yaxshilash Ikki marta kengaytma 143
Bir nechta kengaytirish 147
Boshqa yo'l 148
149 bosim ostida kislorodni suyultirishda bir marta kengayish yoki ikki marta kengayish
Tashqi ish bilan kengayishning chegaraviy foydaliligini hisoblash 151
Qaytgan energiya miqdori 157
Suyuqlashtiruvchining kislorod bilan ta'minlanishi 157
Tashqi ish bilan kengaytirish sohasidagi boshqa yozuvlar 157

UCHINCHI QISM
Suyuq havoning saqlanishi va xossalari

VIII-BOB Suyuq havoni saqlash 160
Qiyin vazifa 160
Bug'lanishni sekinlashtiradigan birinchi chora 165
D'Arsonval usuli Ikki devorli va ular orasidagi havosiz bo'shliqli kemalar 166
Dyuarni takomillashtirish Devorlari ikki barobar kumush bilan qoplangan va ular orasidagi havosiz bo'shliqli idishlar 170
Transfuzion apparati Suyuq havo bilan ishlashda talab qilinadigan ehtiyot choralari 172
D'Arsonval va Dewar kemalarining yaroqlilik darajasi 175
Mukammal vakuum yaratish uchun past haroratlardan foydalanish 177
Suyuq havoni yopiq idishlarda saqlashning mumkin emasligi 178
IX-BOB Suyuq havoning fizik xossalari va qo‘llanilishi 179
Rang 179
Kislorod va azot aralashmalarining qaynash nuqtasini ularning tarkibiga qarab o'zgartirish 180
182 bosim bilan qaynash nuqtasini yoki suyultirishni o'zgartirish
Suyuq havo, suyuq kislorod va suyuq azotning zichligi 184
Suyuq havoning bug'lanish issiqligi: sovutish suvi sifatida foydalaning 185
Suyuq havoning issiqlik sig'imi 187
Sferoid holat sabab bo'lgan istisno hodisalar 187
Suyuq havoning mikroblar uchun zararsizligi 190
Suyuq havoning magnit xossalari 191
Suyuq havo Bunsen burnerining yarim alangasini sovutishning ba'zi oqibatlari 192
Turli jismlarning suyuq havoda qotib qolishi 193
Teri anomaliyasi 195
Metalllarning yopishishini o'zgartirish 195
Muzlatuvchi suyuqliklar: simob, spirt va boshqalar 197
D'Arsonval Suyuq havo termometrlari tomonidan neft efiri tajribalari 198
Atmosferadan yangi gazlarni olish V Ramseyning ma'lumotlari Geliy 200 ni suyultirish
Gazni muzlatish Vodorodni sanoat ishlab chiqarish 202
Havo muzlatish 202
Atmosfera havosini suyultirish 204
Suyuq havo haroratida ko'mirning xususiyatlari. Yuqori vakuumlarni sanoat ishlab chiqarish 205
Sovutilgan ko'mir xususiyatlarining mumkin bo'lgan qo'llanilishi - cho'g'lanma lampalar ishlab chiqarish Suyuq havo uchun metall idishlar 209
Sharsharalar yaqinida suyuq kislorod ishlab chiqarish 210
Neon naychalar ishlab chiqarishda ko'mirning yutilish xususiyatlarini qo'llash 212
Ko‘mir tomonidan turli gazlarning yutilishi Vodorod anomaliyasi 213
Nonob gazlarni ajratish uchun sovutilgan ko'mirdan foydalanish 215
Past haroratlarda jismlarning issiqlik sig'imi 216
Past haroratlarda metallarning elektr qarshiligi 216
Kammerling-Onnes asarlari mutlaq noldan bir daraja 217
Past haroratlarda metallarning magnit xossalari 219
Rang o'zgarishi Fosforessensiya 219
J. Bekkerel, P. Lebo va boshqalarning tajribalari 220
Metall halqalarni o'rnatishda suyuq havodan foydalanish va hokazo 220
Suyuq havoning harakatlantiruvchi kuch sifatida qo'llanilishi 221
Past haroratlarda kimyoviy yaqinlikning kamayishi 223
X-BOB Suyuq kislorodning xossalari va qo‘llanilishi 224
Suyuq kislorodda yonish 225
Portlash qobiliyati 227
Suyuq kislorodli portlovchi moddalar 228
Suyuq kisloroddan portlovchi modda sifatida foydalanish masalasining hozirgi holati 233
Suyuq kislorodning boshqa ilovalari 235
Qutqaruv vositalari Suyuq kislorodning tibbiyotda qo'llanilishi 235
Aviatorlar uchun respiratorlar 239
Kislorodning past haroratlarda ozon 240 ga aylanishi

TO'RTINCHI QISM
Havoni uning tarkibiy elementlariga ajratish

XI-BOB Umumiy mulohazalar Turli usullar 241
Bu muammoning ahamiyati 241
Havoni elementlarga ajratish energiya 242 ni talab qiladi
Havodan kislorod olishning turli usullari 246

XII-BOB Suyuq havoning bug'lanishining ba'zi xususiyatlari
Parkinson g'oyasi 247
Suyuq havoning bug'lanishining xususiyatlari 248
Beyli tajribalari 251

XIII-BOB Sovuqni tiklash 253
Bir vaqtda bug'lanish va suyultirish 254
Suyultirilgan havoni siqish zarurati 258
Qo'shimcha sovuqqa ehtiyoj 259
Suyuq havo uchun daraja ko'rsatkichlari 261
XIV BOB. Ketma-ket bug'lanishning turli usullari 263
Lindening birinchi apparati (1895) 263
Gamson apparati (1896) 265
Apparat guruhi 266
Piktet usuli (1899) 267

XV-BOB Havodagi kislorod birinchi bo'lib suyultiriladi 268

XVI-BOB Gaz aralashmalarini suyultirishga oid ba'zi mulohazalar 272.
Gaz aralashmalarini doimiy haroratda suyultirish 274
Dyuhemning grafik usuli va uning tegishli baholarni aniqlash uchun qo'llanilishi 281

XVII-BOB Atmosfera kislorodini dastlabki suyultirishni qo'llash 284
Dastlabki reflyuks (1902) 291
XVIII-BOB Tuzatish 297
Linde apparati (1902) 298
Levy va Gelbronner apparati (1902), Piktet (1903) 300
Qurilma J. Klod 300
Suyuqlik miqdori ko'rsatkichlari 301
Bitta suyuqlik vannasida ikki xil suyuqlik olish 301
To'g'ri tuzatish uchun zarur shartlar 303
Yog'siz suyuqlik ishlab chiqarishni takomillashtirish 304
"Yagona tsikl" 306 bilan dastlabki reflyuks apparatining amaliy qo'llanilishi
Ikki bo'linmali issiqlik almashtirgichlar 309
Suyuqlanish orqali havo elementlarini ajratishda termodinamik samaradorlik 309
Boshqa usullar - Relikefatsiya (Levi, Gelbronner) 312
Havoni suyultirish jarayonida kislorod va azotni qisman ajratishning turli usullari - azotning o'z-o'zini tozalashini oshirish printsipi - R Levy usuli (1903) 313
4hctocq azot ishlab chiqarish, Linde usuli 316
Linde yangi mashinasi
Suyuq kislorod uchun apparat 318
Le Rouge apparati (O-in G havo suyuqligi) 319
Messer 321 apparati
Industriegas-Gesellschaft 322 apparati
Suyuq kislorod uchun apparatlarning ratsional sxemasi 324

XIX BOB 324-apparatdan foydalanish
Havoni tozalash 324
Dekarbonizatsiya 325
Sovuq quruq 327
Linde 327 sxemasi
Muzdan tushirish 328 bilan J. Klod tomonidan issiqlik almashinuvchilari
Sovutish quritish paytida iste'mol qilinadigan sovuq miqdori 330
O-va lAir Liquide 330 apparatini ishga tushirish
Kengayish energiyasidan foydalanish 335
338-qurilmalarni ishlatish vaqtida sodir bo'lgan baxtsiz hodisalar

XX-BOB Noli gazlarni ishlab chiqarish 344
Geliy va neon 345
Atmosfera havosidagi neon va geliy miqdorini aniqlash 346
Geliy, ammiak va aeronavtika 347
AQSh va Kanadada geliy 348
Argon 351
Kripton va ksenon 354

MUQADDIMA
Yigirma yetti yil oldin, men suyuq havo va uning xususiyatlarini ko'rsatgan har bir ommaviy nutqimdan so'ng meni utopik deb atashdi va uning barcha qo'llanilishini oldindan aytishga harakat qildim, keyinchalik laboratoriya tadqiqotlari bundan mustasno.
Ammo Jorj Klod o'z taxminlarida mendan ham uzoqroqqa bordi va u haq edi - shuning uchun men to'liq ishonch va ishonch bilan u 1903 yilda nashr etgan kitobiga so'zboshini quyidagi so'zlar bilan yakunlashim mumkin edi: "Sanoatda havoning suyultirilishi. miqyos nafaqat fandagi inqilob, balki - va bundan tashqari, asosan - iqtisodiy va ijtimoiy inqilobdir."Klod o'zining birinchi asariga kiritgan barcha boy mazmun, u ushbu kitobda yangi nashrini taklif qiladi, bu to'liq tasdiqlaydi. 27 yil oldin qilgan taxminlarim.
Bu shunchaki taqdimot emas, bu asar tabiatan butunlay original bo‘lib, muallif o‘z sohasida tarixchi roli bilan kifoyalanmaydi.
B. koʻp yillar davomida J. Klod bu masalani hal etishga tinmay yangi hissa qoʻshdi. U bu sahifalarni havoni suyultirish sanoatining ibratli tavsifi sifatida emas, balki, asosan, nafaqat fan sohasida, balki bilimlarimizni tadbiq etish sohasida ham ilg‘or etib kelgan o‘z faoliyati va o‘zi yaratgan nazariyalarini taqdim etish orqali yaratgan. sanoatdagi ilmiy yutuqlar.
Men Klodning barcha tadqiqotlarini tinimsiz kuzatib bordim va Fanlar akademiyalarining yig'ilishlarida eng muhim natijalarni e'lon qildim. Ushbu kitobning ba'zi boblaridan bu izlanishlar qanday yo'llarni bosib o'tganini o'zicha tushunish mumkin va ulardan aniq, qat'iy ilmiy nazariyaga asoslanib, amaliyot qanday ishonch va tezlik bilan harakat qilishini taxmin qilish mumkin.
Klod laboratoriya olimining izlanuvchan kuzatuvi bilan amaliyotchining hushyor ongini uyg'unlashtirgan ajoyib tadqiqotchilarga tegishli. Uning uchun hech qanday nazariya to'liq emas.
uni amaliy qo'llash relslariga qo'yish imkoniyatiga ega bo'lmaguncha qadrlaydi.
Buni ushbu kitobda keltirilgan ko'plab tipik misollar tasdiqlaydi. Men ulardan ba'zilarini ta'kidlayman:
1) Ishlab chiqarilgan tashqi ish bilan kengaytirish yo'li bilan suyuq havo ishlab chiqarish uchun apparat. Nazariya ushbu ish uslubining boshqalardan ustunligini isbotlaydi, ammo olimlar va taniqli muhandislar amalga oshirishga kirishganiga qaramay, uni amaliy qo'llash muvaffaqiyatsizlikka uchradi. "Nazariya har doim to'g'ri," deydi Klod va o'zidan oldingi o'tmishdoshlari boshiga tushgan muvaffaqiyatsizlikdan ko'nglini yo'qotmasdan, amaliy qo'llashda nazariyani qanoatlantirmaydigan narsalarni sinchkovlik bilan tahlil qiladi.
Ushbu ishlar davomida u past haroratlarda ishlaydigan mashinalarni neft efiri bilan moylash usulini kashf etdi. Ushbu kashfiyotdan so'ng apparat ishlay boshladi, biroq ot kuchi/soatiga atigi 0,20 litr suyuq havo ishlab chiqardi. "Shubhasiz, nazariya hali etarli darajada qoniqmagan", deb qaror qiladi Klod. U bu hodisani sinchkovlik bilan o'rganadi va nozik tahlil orqali, haqiqatan ham, nazariya qoniqmaganligini aniq aniqlaydi. U o'z mashinasi ishlayotgan juda past haroratda havo endi nazariy jihatdan qabul qilingan ideal gazni ifodalamasligiga ishonch hosil qiladi: "u hali suyuqlik emas", deydi u, "lekin deyarli gaz emas. Shundan so'ng, u nazariyani qondirish uchun kengayish sodir bo'ladigan haroratni ko'tarishga harakat qiladi. U bosimni pasaytirishga, keyin birikma suyuqlikka, so'ngra kritik kislorod suyuqligiga va hokazolarga o'tadi.
Nazariya qoniqtirildi va suyuq havoning chiqishi asta-sekin ot kuchi / soatiga 0,66, 0,85, 0,95 litrga etadi.
Ha, nazariya har doim to'g'ri, lekin ... to'g'ri qo'llarda.
2) Havoning ikki komponenti - kislorod va azotning qaynash nuqtalari o'rtasida sezilarli farq mavjud. Azotning kislorodga qaraganda tezroq bug'lanish qobiliyati ikki gazni ajratish muammosini iqtisodiy jihatdan hal qiladigan jarayon uchun asos bo'ldi. Bug'lanish jarayonining eng kichik detallari prof. Linde, Bali va boshqalar tomonidan ishlab chiqilgan (va hech qanday tortishuv bo'lmadi). Qarama-qarshi hodisa nazariyasi, ya'ni gazsimon havoning kondensatsiyasi bahs-munozaralarga sabab bo'ldi: Dyuar (Dyuar) havoning ikkala elementi bir vaqtning o'zida kondensatsiyalanadi deb hisoblagan; Linde bu fikrni baham ko'rdi. Piktet bundan ham uzoqroqqa bordi va birinchi bo'lib kondensatsiyalanadigan azot, ya'ni ko'proq uchuvchi gaz ekanligiga ishondi. Bu nazariyalarning qaysi biri to'g'ri ekanligini hal qilish kerak edi, chunki agar ikkala gaz bir vaqtning o'zida kondensatsiyalansa, uning elementlarini ajratish uchun barcha havoni to'liq suyultirish kerakligi aniq; agar gazlardan biri ikkinchisidan oldin kondensatsiyalansa, bu ajratishga erishish uchun qisman suyultirish kifoya qiladi.
Dyuarning fizikaning asosiy qonunlariga zid boʻlgan nazariyasi Klodda chuqur taassurot qoldirdi. Umumiy taklif sifatida u suyuqlanish hodisasi har doim bug'lanish hodisasiga teskari bo'lib, havo qandaydir qiziq anomaliya mavjud bo'lgandagina o'zini boshqacha tutishi mumkin, deb ta'kidladi. Klod tajribalar qilishni boshlaydi va ularning natijalari o'zining taxminlari va Gibbs'a, Van-der-Va al s'a va Duhem'a nazariyalari bilan to'liq mos keladi. Bu haqda batafsil ma'lumotni gaz aralashmalarini suyultirish bobida topamiz.
Juda mohirona usul tufayli Klod bu mulkdan foydalanishga muvaffaq bo'ldi. Tozalangan havoning nisbatan kichik qismini suyultirish orqali u to'g'ridan-to'g'ri, oldindan bug'lantirmasdan, tozalangan havodagi deyarli barcha kislorodni o'z ichiga olgan kislorodga boy suyuqlik oldi. Ushbu usul teskari oqim deb ataladigan oqimlardan iborat. Bu tozalangan havo tarkibidagi barcha kislorodni faqat yarmini suyultirish orqali butunlay ajratish imkonini beradi.
Klod darhol erishgan yaxshilanishlarini amaliy qo'llashga kirishadi. Natijalar darhol. Suyuq havo ishlab chiqarish va uning elementlariga parchalanishi (birinchi marta Germaniyada professor Linde tomonidan kashf etilgan nihoyatda mohirona usullar yordamida amalga oshirilgan boʻlsa, Fransiya va boshqa mamlakatlarda ixtirochilik usuli tufayli juda rivojlangan. Klod, nL'air Liquide jamiyati tomonidan ekspluatatsiya qilingan ".
Ushbu kitob o'zining alohida qiziqishidan tashqari, men bir necha bor bildirgan fikrni yangi tasdig'ini beradi: amaliy fan sof fan deb ataladigan etarli darajada asoslanmagan qonunlarni tuzatishi mumkin. Har qanday jismoniy qonun faqat yirik sanoat miqyosida maqbul bo'lgandan keyingina haqiqatda o'rnatilgan deb hisoblanishi mumkin; sof fanda o'ta zararli oqibatlarsiz, etarli darajada aniq bo'lmagan qonunlarni o'rnatish orqali xato qilish mumkin; keng sanoatda bu hodisa butunlay mumkin emas, yoki xato qisqa vaqt ichida ta'sir qiladi, bu esa qulashga olib keladi. Aniqrog‘i, Fanlar akademiyasida men raisligimda Sanoat seksiyasini o‘z vaqtida ochish masalasi muhokama qilinganida ham bu takliflarim qo‘llab-quvvatlandi. Klodning ishi meni haqligini isbotladi.
Xulosa qilib aytganda, men hech bo'lmaganda birinchi marta paydo bo'lgan eng qiziqarli qismlardan biriga e'tibor berishni zarur deb bilaman.
Ushbu nashrda muallif undagi gazlarni, ko'pincha mikroskopik dozalarda, havodan tasodifiy ajratib olishning texnik jihatdan mumkin bo'lgan usullarini izlashda engib o'tishga to'g'ri kelgan qiyinchiliklarni bayon qiladi. azot va kislorod ishlab chiqarishda qo'shimcha mahsulotlar. Haqiqat mulkiga aylangan ushbu o'ta qiziqarli ilmiy kashfiyotlar bilan bir qatorda, Klod bu olijanob gazlar ega bo'lgan ajoyib xususiyatlar uchun yangi ilovalar topa olishiga shubha qilmaydi.
Doktor dArsonval.
Institut a'zosi.
Marnadagi Nogent.
1925 yil 16 aprel

BIRINCHI QISM.
GAZLARNING SUYILISHI.

I BOB
Birinchi bosqichlar.
Fizikaning eng qiziqarli sohalaridan biri bu gazlarni suyultirish bilan bog'liq bo'lib, havoni suyultirish muammosi bilan bog'liq savollarni ko'rib chiqishdan oldin, biz yaqinda tugatilgan ko'plab ishlarni indamay o'tkazib bo'lmaydi. fanning to'liq hukmronligi.jismlarning suyuq va gazsimon holati.
Gazni suyultirish sohasida nazariy xulosalar ularni amaliy tatbiq etishdan sezilarli darajada oshib ketdi. Fiziklar oddiy suyuqliklarning issiqlik ta'sirida bug'ga aylanishini, gazlar kabi harakatchan va engil bo'lishini kuzatdilar; sovutish ta'sirida bu bug'lar osongina asl holatiga qaytdi - suyuqlikka aylanadi. Olimlar oldida savol tug'ildi: gazlar ham emas - tabiiy yoki kimyoviy yo'l bilan olingan - suyuqliklarning bug'lari, balki oddiy suyuqliklarga qaraganda beqiyos uchuvchi va juda past haroratlarda qaynaydigan maxsus suyuqliklar.
Mashhur Svift o'zining Gulliverning sayohatlaridan (3-qism, Laputaga sayohat, V bob - Lagadodagi akademiyalarning tavsifi) quyidagi parchani yozganda, shu fikrlarni band qilgan emasmidi.
“Buyuk olim boshchiligida 50 nafar ishchi bor edi. Ba'zilar havoni kondensatsiya qilib, uni sezuvchan holga keltirdi, undan azot ajratib, suyuqlik va suv zarralarini bug'lanishiga imkon berdi va hokazo ".
Axir, bu suyuq havo, kislorod va azot ishlab chiqarishning to'liq rasmidir - va bularning barchasi 1726 yilda!
Sviftdan so'ng gazlarning suyultirish qobiliyati tushunchasi quyida keltirilgan Lavoisierning bashoratli so'zlari bilan oydinlashadi. Qachon vaqt ichida
) Bu qiziq taqqoslashni mening e'tiborimga Eng. G. Steingel.
Hatto oson suyultirilgan gazlarni ham suyultirish mumkin emas, deb aytishga jur'at etgan mashhur kimyogar:
“Agar Yer to'satdan Yupiter yoki Saturn kabi juda past haroratli muhitga kirsa, hozir bizning daryolarimiz va dengizlarimizni tashkil etuvchi suv va, ehtimol, bizga ma'lum bo'lgan suyuqliklarning katta qismi, tog'lar va qattiq toshlar. Bunday holda, havo yoki uni tashkil etuvchi gazlarning hech bo'lmaganda bir qismi o'z holatini o'zgartirib, etarlicha yuqori haroratli muhitda bo'lganligi sababli mavjud bo'lgan ko'rinmas gazdan suyuqlikka aylanadi. bir holatdan ikkinchi holatga o'tgan havo yangi, hozirgacha hatto oldindan aytib bo'lmaydigan suyuqliklar bo'lar edi.
Shunday qilib, Lavuazyedan ​​boshlab, moddaning uchta holati - qattiq, suyuq va gazsimon - ketma-ket ketma-ket bo'lib, har bir holat atrof-muhit haroratiga bog'liq degan fikr tasdiqlanadi.
Zamonaviy ilm-fan barcha jismlar uchun, hech bo'lmaganda qizdirilganda parchalanmaydiganlar uchun bu xulosaning to'liq qonuniyligi va umumiyligini tasdiqladi.
Boshqa so'zboshilarsiz, endi suyuqliklarning bug'lanishini ham, bug'larining kondensatsiyasini ham boshqaradigan barcha qonunlarni eslab, gazlarni suyultirish masalasini o'rganishga murojaat qilaylik.
Suyuqliklarning bug 'elastikligi. - to'yingan va to'yinmagan bug'lar.
Shaklda. 1-rasmda simob bilan to'ldirilgan va ochiq uchi bilan simob solingan idishga botirilgan barometrik trubka ko'rsatilgan. Bunda E fazoda bo'shliq hosil bo'ladi; ma'lumki, atmosfera bosimi AB simob ustunining balandligidan (taxminan 760 mm) aniqlanadi. Barometrik trubkaga egilgan pipetka yordamida bir necha tomchi suyuqlik: suv, spirt va boshqalarni kiritamiz. Bu suyuqlik simobning erkin yuzasiga etib, Ey bo'shliqda bug'lanadi va biz buni ko'ramiz. simob darajasi, hosil bo'lgan bug'larning ta'siri ostida, boshlang'ich B darajasidan yangi C darajasiga tushadi (2-rasm). Samolyotning balandligi tajriba o'tkaziladigan sharoitlarda elastiklik kuchini yoki hosil bo'lgan bug'larning bosimini aniqlaydi. Ushbu tajribani ishlab chiqarishda ikkita variant mumkin:
1) Suyuqlik naychaga ortiqcha kiritiladi; bu holda, bu suyuqlikning faqat bir qismi bug'lanadi. Barometriyada
E bo'shlig'i o'z ichiga olishi mumkin bo'lgan bug'larning maksimal sonini o'z ichiga oladi, ya'ni bug' odatda deyilganidek, r to'yingan bo'ladi. Bu holda simob darajasining pasayishi maksimal bo'ladi va shuni ta'kidlash kerakki, ma'lum bir haroratda bu pasayish naychaga kiritilgan ortiqcha suyuqlik miqdoridan qat'i nazar, qat'iy belgilangan va doimiy qiymatdir. Aytishimiz mumkinki, ma'lum bir haroratda to'yingan bug'ning elastikligi doimiy jismoniy miqdor bo'lib, suyuqlikni zichlik yoki qaynash nuqtasi bilan tavsiflangan darajada tavsiflaydi.
2) Naychaga kiritilgan suyuqlik butunlay bug'lanadi, shuning uchun uning miqdori quvurga sig'adigan bug' miqdorini hosil qilish uchun etarli emas edi. Bunday holda, simob darajasining pasayishi darajasi birinchi holatda bo'lgani kabi ma'lum bir qiymat bo'lmaydi va kiritilgan suyuqlik miqdoriga bog'liq bo'ladi. Va agar oz miqdordagi suyuqlik kiritilgan bo'lsa, unda simob darajasining pasayishi ahamiyatsiz bo'lishi aniq.
Shunday qilib, to'yinmagan bug 'bosimi aniq qiymat emas va shakl chegaralaridagi AOK qilingan suyuqlik miqdoriga qarab o'zgarishi mumkin. 1, 2 va 3.
To'yinmagan bug' tushunchasining mohiyatiga tegishli e'tibor qaratishimiz kerak, chunki keyinroq bilib oladigan bo'lsak, gazlar bir xil tartibdagi hodisa, ya'ni ular to'yinmagan bug'lardir.
Har xil suyuqliklarning bug' bosimining ikkinchisining xususiyatlariga va ularning haroratiga qarab o'zgarishi.
Har xil suyuqliklarning bir xil haroratdagi bug 'bosimi kattaroq bo'lsa, bu suyuqliklar shunchalik uchuvchan bo'ladi. Shunday qilib, masalan, suv bug'ining elastikligi 20 ° e da 17,4 mm, ya'ni 20 ° da simob ustunining darajasi (barometrik trubkada) quvurga suv kiritilganda 17,4 mm ga kamayadi. ; oddiy spirtning bir xil haroratdagi bug 'bosimi 44 mm, yog'och spirtining bug'i 95 mm, efir bug'i esa 442 mm; bu raqamlarning ketma-ketligi bir vaqtning o'zida bizga bu suyuqliklarning uchuvchanlik tartibini ko'rsatadi.
Boshqa tomondan, bir xil suyuqlikning bug' bosimi harorat ortishi bilan tez ortadi.Bug'i simobdan yuqoriga ko'tariladigan suyuqlikning doimiy bug'lanishi ta'sirida barometrik trubkamiz E- ni asta-sekin qizdirishga harakat qilaylik. , ikkinchisining darajasi ortib borayotgan tezlik bilan pasayadi va suv bug'ining elastikligi 30 ° da 31,5 mm, 50 ° da - 92 mm va 75 ° - 288,5 mm bo'ladi.
Harorat ko'tarilishda davom etar ekan, biz simob darajasining pasayishi tezlashishini va ma'lum bir daqiqada (3-rasm) suyuqlikning to'yingan bug'ining ta'siri ostida (bu har doim normada ortiqcha bo'ladi) ko'ramiz. kolba), barometrik trubadagi simob darajasi A idishidagi simob darajasiga etadi (3-rasm) Shubhasiz, hozirgi vaqtda bug 'bosimi atmosfera bosimini to'liq muvozanatlashtiradi va shuning uchun 760 mm ga teng bo'ladi. .
Agar biz hozir haroratni o'lchasak, u 100 ° ga teng ekanligini ko'ramiz, ya'ni atmosfera bosimidagi suvning qaynash nuqtasi. Biz bu juda qiziq hodisani quyidagicha shakllantiramiz:
Atmosfera bosimidagi suyuqlikning qaynash nuqtasi, shuningdek, bu suyuqlikning bug 'bosimi bir atmosferaga teng bo'lgan haroratdir.
Tabiatning barcha qonunlari o'ziga xos chuqur ma'noga ega, ammo biz ularni juda kamdan-kam hollarda ochib bera olamizki, har bir bunday holatni ta'kidlash kerak. Mana bizda bu holat bor. Qanday juda
9 Buning uchun rasmda ko'rsatilgan barometrik naychaga amal qiling. 1 - 3 va 5 - 13 g shisha gilza bilan yoping va gilzaning ichki devori va trubaning tashqi devori orasiga suv yoki istalgan haroratgacha qizdirilgan boshqa suyuqlik quying.
Ma'lumki, odatda qaynash vaqtida kuzatiladigan pufakchalar suyuqlikda bug'lar suyuqlikka ta'sir etuvchi atmosfera bosimini o'z elastikligi bilan muvozanatlashtira olgandagina hosil bo'la boshlaydi.
Bug 'bosimi bu qiymatga yetguncha bug' pufakchalari hosil bo'lmaydi va biz faqat sekin sirt bug'lanishini kuzatamiz, lekin qaynamaydi.
Bug'lanish issiqligi.
Ochiq idishda suyuqlik qizdirilganda sodir bo'ladigan hodisalarni ko'rib chiqing. Ma'lumki, bu suyuqlikning harorati qaynash nuqtasiga etgunga qadar doimiy ravishda ko'tariladi, shundan keyin haroratning oshishi, isitish manbai qanchalik kuchli bo'lishidan qat'i nazar, darhol to'xtaydi. Suyuqlikning fizik holatining o'zgarishi, bir tomondan, atmosfera bosimining qarama-qarshiligini engib, bug'lanish jarayonida yuzaga keladigan uning hajmining sezilarli darajada oshishi, olinadigan katta energiya sarfini talab qiladi. sezilarli issiqlik yutilishi tufayli. Bug'lanishga sarflangan issiqlik miqdori haqidagi ba'zi uzoq tasavvurlar bizga vannadan chiqayotganda, tanada qolgan suv sekin bug'langanda, har bir kishi o'zini o'zi boshdan kechiradigan sovuq tuyg'usini beradi.
Biz isitayotgan suyuqlik qaynaguncha, zaif sirt bug'lanishi issiqlikning mos ravishda zaif yutilishiga olib keladi va isitish manbai tomonidan chiqarilgan deyarli barcha issiqlik suyuqlikni asta-sekin isitishga sarflanadi. Qaynatish boshlangan paytdan boshlab bug'larning hosil bo'lishi uchun issiqlikning yutilishi juda katta bo'ladi va isitgichning barcha issiqligi, uning kuchidan qat'i nazar, bug'lanish jarayoniga o'tadi.
Qaynayotgan suyuqlikning bir og'irlik birligini bug'ga aylantirish uchun zarur bo'lgan issiqlik miqdori bug'lanish issiqligi deyiladi. Regnault ma'lumotlariga ko'ra, 100 ° haroratda suv uchun bu 1 tonna uchun 537 kaloriya. Miqdori haqiqatan ham ulkan!
Ammo bu ko'rsatkich shuni anglatadiki, 100 ° ga qadar qizdirilgan suv, bir xil haroratdagi suyuqlikdan gazga o'tish paytida haroratni oshirmasdan, erishdan o'tish uchun suv tomonidan so'rilganidan deyarli 5,5 baravar ko'p issiqlik miqdorini o'zlashtiradi. muzning qaynash nuqtasiga qadar harorati. Shu nuqtai nazardan, ko'plab boshqalar kabi, suv maxsus suyuqlikdir;
Buni turli suyuqliklarning qaynash harorati va bug'lanish issiqliklari keltirilgan quyidagi jadvaldan ko'rish mumkin.
Atmosfera bosimida suyultirilgan gazlar mavjudligi uchun sovuqning zarurati. E'tibor bering, kartpostal idishida suyuqlikni qaynash nuqtasidan yuqoriroq isitish mumkin emas, chunki isitishni oshirish orqali biz faqat tezroq qaynashga olib kelishimiz mumkin, ammo qaynash nuqtasidan oshmasligimiz kerak. Boshqacha qilib aytganda, atmosfera bosimi ostida, bu suyuqlikning x) qaynash nuqtasidan yuqori haroratda kimyoviy toza suyuqlik mavjud bo'lmaydi.
Agar gazlarni o'ta uchuvchan suyuqliklarning bug'lari deb hisoblaydigan fiziklarning xulosalari to'g'ri bo'lsa, u holda juda past haroratlarda ham bu gazlar qaynash uchun zarur bo'lgan egiluvchanlikka ega, bir atmosferaga teng va natijada bu suyuqliklar faqat atmosfera bosimi ostida mavjud bo'lishi mumkin. juda past haroratlarda.
Shunday qilib, biz Lavoisier tomonidan bashorat qilingan gazlarni suyultirish uchun sovuqning rolining mohiyatini tushunamiz. Sovuqning ahamiyati naqadar katta, biz barcha holatlarda suyuqlikka erishish uchun barcha holatlarda etarli bo'lgan yagona holat sovuqning ta'siri ekanligini ko'rganimizda ko'ramiz: hech qanday gaz, hatto geliy ham etarli darajada sovuqqa dosh bera olmaydi. . Shubha yo'qki, bu qiziqarli muammo bilan shug'ullangan fiziklar, agar ular ushbu pozitsiyani qabul qilsalar, uni hal qilishga juda yaqin kelishadi.
To'g'ri, juda past haroratni olish ularga fizikadagi eng katta qiyinchiliklardan biri bo'lib tuyulishi mumkin. Ammo agar ular o'z sa'y-harakatlarini kuchaytirsalar - va qo'yilgan muammo bunga loyiqdir - fizikaning ulkan taraqqiyoti tufayli ular bizga hozirda chuqur sovuqni olish uchun xizmat qiladigan hayratlanarli darajada oddiy usullarni kashf qilishlariga shubha yo'q.
) Suyuqlikda va, xususan, erigan tuzlarda aralashmalar mavjudligi qaynash nuqtasini sezilarli darajada oshirishi mumkin. Ba'zida suyuqlikning "haddan tashqari qizishi" deb ataladigan beqaror muvozanat hodisasi olinadi.
Bosimning qaynash nuqtasiga ta'siri.
a) bosimning pasayishi. Biz hozirgina ko'rdikki, suyuqlik atmosfera bosimi ostida qizdirilganda, qaynash asta-sekin o'sib borayotgan bug 'bosimi atmosfera bosimini muvozanatlashtiradigan qiymatga yetgan paytdan boshlanadi.
Suyuqlikni havo qisman tashqariga chiqarilgan yopiq idishga solib, unga ta'sir etuvchi bosimni kamaytiraylik; pastroq haroratda pastroq bug 'bosimi mavjud pasaytirilgan bosimni engib o'tishi va shu bilan qaynashga olib kelishi aniq: bu sharoitda qaynash nuqtasi pastroq bo'ladi.
normal va suyuqlikimizni o'z ichiga olgan idishdagi bo'shliq qanchalik mukammal bo'lsa, qaynash nuqtasi mos ravishda past bo'ladi.
Tabiatning o'zi ba'zi hollarda yuqoridagilarning to'g'riligini tasdiqlaydi. Tog'larning tepalarida, masalan, bizda subatmosfera bosimi bor va bosimning pasayishi tog' etagidan uning tepasiga qadar havo ustunining bosimiga teng. Sossyurni Mont Blanga ko'tarayotganda, mashhur alpinist Alp tog'larining muzli cho'qqisida qaynatilgan suvda qaynatilgan tuxumni zo'rg'a qaynatishi - u erda suvning qaynash nuqtasi juda past bo'lganligi hayratda qoldi.
Mana yana bir, bundan ham yorqinroq misol!
Suv idishidagi vakuumni asta-sekin oshiruvchi havo nasosining ta'siri ostida suvning qaynash nuqtasi muzlash nuqtasidan pastga tushishi mumkin: bunday sharoitda qattiq qaynatilgan tuxum haqiqatan ham afsonaga aylanadi! Ammo yaxshi havo pompasi uchun yopiq idishga o'ralgan suyuqlik ustidan 1-2 mm / bosimni ushlab turish juda qiyin emas va 0 ° da suvning bug 'bosimi 4,6 m bo'lganligi sababli, suvning yuqori qismida joylashganligi aniq. bu haroratda va ko'rsatilgan bosimda qaynashi kerak, chunki bu sharoitda suv bug'ining elastikligi idishdagi bosimdan sezilarli darajada oshadi.
Bug'lanish printsipi asosida qurilgan muzlatgichlar. Aytilganlardan ko'rinib turibdiki, ta'riflangan sharoitlarda sodir bo'ladigan bug'lanish juda muhim sovutish manbai bo'lib xizmat qilishi mumkin.
Agar, masalan, suv bilan to'ldirilgan idish etarli quvvatga ega bo'lgan vakuum nasosiga ulangan bo'lsa va ikkinchisi ishlashga majbur bo'lsa, unda bir muncha vaqt o'tgach, suv shiddat bilan qaynaydi, chunki haroratda bo'lgan vaqt keladi. suv joylashgan bo'lsa, uning bug 'bosimi nasosning harakati bilan saqlanadigan pasaytirilgan bosimdan oshib ketadi. Bu holda bug'lanish orqali so'rilgan (11-bet) va bug'lar bilan birga chiqib ketadigan issiqlik hech qanday begona manba tomonidan ta'minlanmaganligi sababli, suyuqlikning o'zidan olinganligi sababli, ikkinchisi juda tez soviydi; bosim bug 'bosimidan past bo'lgan doimiy ishlaydigan nasos tomonidan saqlanishini hisobga olgan holda, suyuqlikning harorati pasayganda ikkinchisining pasayishiga qaramay, qaynash davom etadi, sovutish kuchayadi va shu sababli, da ma'lum bir daqiqada suyuqlik qattiq holatga aylanadi.
Ushbu go'zal tajriba muz ishlab chiqarish inshootlarini loyihalash uchun asos bo'lib xizmat qildi. mashinalar. Masalan, Carré muz mashinasida suv bug'ini sulfat kislota bilan singdirish printsipi asos qilib olinadi (suvning sulfat kislota bilan birlashishi yaxshi ma'lum). Xuddi shu printsip ajoyib mashinaga, sog'lom fikr uchun haqiqiy jangchi, mashhur muhandis Leblanka o'rnatilgan bo'lib, unda suvni muzlatish ishi ... bug' oqimiga ishonib topshirilgan. Bu bug 'Jifar injektori yordamida kamdan-kam uchraydigan havo hosil qildi va Westinghouse tomonidan qurilgan modellarda ajoyib ishladi, iqtisodiy jihatdan soatiga o'nlab sentnerni muzlatib qo'ydi!
Shunday qilib, biz havo pompasi yordamida suyuqlik ustida ma'lum bir vakuum ushlab turilsa, ikkinchisi tezda bug 'bosimi havo pompasi tomonidan ushlab turiladigan pasaytirilgan bosimga teng bo'lgan haroratga etib borishini ko'ramiz. bug 'bosimi bosimdan oshib ketadi, suyuqlik qaynatiladi va ayni paytda sovishda davom etadi. Agar suyuqlik juda uchuvchan bo'lsa, ya'ni uning bug'lari eng past haroratgacha etarli darajada elastiklikka ega bo'lsa, unda bu past haroratlarni bunday suyuqlikni vakuumda oddiy bug'lantirish orqali olish mumkin.
Masalan, bug 'bosimi -40 ° da hali ham 5 mm dan yuqori bo'lgan oltingugurtli efirni 5 mm 1 bosim ostida oddiy bug'lanish orqali bu haroratdan pastroq sovutish mumkin.
Ammo juda uchuvchan suyuqlikni bug'lash orqali juda kam uchraydigan atmosferada juda past haroratni olish o'rniga, ko'pincha buning uchun unchalik kuchli bo'lmagan siyraklanishdan foydalanib, unchalik past bo'lmagan haroratni olish mantiqan to'g'ri keladi. Masalan, bir xil oltingugurtli efirni oling, bug 'bosimi - 10 ° da 111 mm; Bu juda past haroratga suyuqlikni nisbatan engil vakuumda bug'lanishi orqali osonlik bilan erishish mumkin, bu havo nasoslari suv uchun zarur bo'lganidan ancha kam quvvatli va unchalik murakkab emas.
Bug'ni, masalan, 2 mmHg bosimga tushirish uchun katta mehnat sarflanishi va ijobiy natijalarga erishish uchun katta hajmli nasoslar talab qilinishini osongina tasavvur qilish mumkin.
Uchuvchi suyuqliklarning bug'lanishi hozirda sovuqni olishning eng keng tarqalgan usuliga aylandi va bu tamoyil minglab mashinalarda sovutish amaliyotida juda keng miqyosda qo'llaniladi: masalan, metilxlorid, oltingugurt dioksidi, ammiakli mashinalarda. , karbonat angidrid va boshqalar.
b) bosimni oshirish harakati. Biz allaqachon suyuqlik joylashgan bosimning pasayishi bilan uning qaynash nuqtasi pasayganini ko'rdik. Aksincha, biz bosimni oshiramiz: biz bu suyuqlikning bug'lariga bu bosimni engib o'tadigan elastiklikni berish uchun suyuqlikni normal sharoitda talab qilinadigan haroratdan yuqoriroq isitishimiz kerakligini ko'ramiz. Va bosim qanchalik baland bo'lsa, qaynash nuqtasi shunchalik yuqori bo'ladi.
Shuning uchun bug 'qozonlarida 15 atmosfera bosimidagi suv faqat 199 ° da qaynaydi va Serpollet avtomobillarining qozonida bosim ko'pincha 50 atmosferaga etadi, qaynash nuqtasi 265 ° gacha ko'tariladi. Ochig‘i, tabiatning ba’zi qonuniyatlarini ozgina bilsa, suvda nafaqat qalay, balki qo‘rg‘oshin ham eritiladi!
E'tibor bering, qizdirilgan suyuqlikning qaynash nuqtasini ko'tarish uchun unga qo'llanilishi kerak bo'lgan yuqori bosim suyuqlikning o'zi tomonidan hosil bo'ladi, agar ikkinchisi yopiq idishga o'ralgan bo'lsa. Shubhasiz, bu holda, suyuqlik yuzasidan avtomatik ravishda bosim o'rnatiladi, bu har qanday vaqtda suyuqlik ustida to'plangan bug'larning elastikligiga teng.
Shuni ta'kidlash kerakki, bug'larni suyultirish jarayonida bug 'qozonida mavjud bo'lganlarga o'xshash bu sharoitlarda bug'ning bir qismi chiqmaguncha suvning qaynashi boshlanmaydi. Bu holda bug 'bosimi suyuqlik boshdan kechirgan bosimga to'g'ri keladi va ikkinchisini, natijada, engib bo'lmaydi. Yong'in qutisi bilan ta'minlangan issiqlik iste'mol qilingan bug 'bilan olib tashlanmas ekan, u suyuqlikni isitish uchun deyarli to'liq sarflanadi; bu holda harorat ancha tez ko'tariladi va suyuqlikning harorati bilan bir vaqtda uning bug'larining elastikligi va natijada bosim ortadi. Va faqat bosim allaqachon sezilarli darajada oshirilganda, bug'ning bir qismini chiqaradi va shu bilan bosimni pasaytiradi, buning natijasida bug 'bosimi bosimdan biroz oshib ketadigan sharoitlar yaratiladi, bu esa qaynashni boshlash imkonini beradi. Keyin bosim ko'tarilishni to'xtatadi, chunki olov qutisi tomonidan etkazib beriladigan issiqlik chiqadigan bug' bilan birga iste'mol qilinadi.
R e g n a u 11 tomonidan tuzilgan quyidagi jadvalda bosimga bog'liq bo'lgan suvning qaynash nuqtasidagi o'sha ulkan tebranishlar ko'rsatilgan. To'g'ri aytganda, ushbu jadvalni tuzishda maqsad suv bug'ining mos keladigan haroratlarda elastikligini ko'rsatish edi; lekin biz allaqachon bilamizki, bu miqdorlar (bug 'bosimi va qaynash nuqtasi) o'zaro bog'liq va qaynash suyuqlik boshdan kechirgan bosim va bug'larining elastikligi o'rtasidagi farq cheksiz kichik bo'lgan paytda boshlanadi.
Ushbu ma'lumotlar rasmda grafik ko'rsatilgan. 4. Xuddi shu diagrammada boshqa suyuqliklar uchun ham mos keladigan egri chiziqlar chiziladi va haroratga qarab bir-biridan chetga chiqqan bu egri chiziqlar o‘z xarakterining bir xilligi bilan diqqatni o‘ziga jalb etishi nihoyatda qiziq.
Van der Vaalsning (V bob) ishini ko'rib chiqayotganda bu haqda batafsilroq to'xtalamiz.
Ba'zi suyultirilgan gazlar uchun sovutish o'rniga bosimdan foydalanish imkoniyati. Biz allaqachon ko'rdik (12-bet), bu suyuqlikning qaynash nuqtasidan yuqori haroratda ochiq havoda biron bir suyuqlikning mavjudligi mumkin emas; Bundan biz shunday xulosaga keldikki, gazlar faraziy suyuqliklarning bug'lari bo'lib, ular ochiq havoda faqat juda qattiq sovuqda bo'lishi mumkin va shuning uchun juda past haroratlarni olish biz uchun gazlarni suyultirish uchun muqarrar zarurat bo'lib tuyulishi mumkin.
Yuqorida biz bosim o'tkazish suyuqlikning haroratini atmosfera bosimida uning qaynash nuqtasidan yuqori va hatto undan ham yuqori ko'tarish vositasi ekanligini ko'rdik. Bizga hozir juda oddiydek tuyuladigan bu taklif o'tgan asr olimlariga ko'plab muvaffaqiyatlar berdi, lekin ayni paytda ko'plab samarasiz urinishlarga sabab bo'ldi.
Guruch. 4. Bug 'bosimining haroratga bog'liq o'zgarishi diagrammasi.
I - metilxlorid, II-oltingugurt angidrid, III - efir, IV - suv.
Aytaylik, bizda ma'lum bir gazga mos keladigan faraziy suyuqlik bor: tabiiyki, atmosfera bosimi ostida bu suyuqlik faqat juda past haroratda mavjud; lekin agar biz bu suyuqlikni yopiq idishga yopib qo'ysak, biz uni issiqlikka duchor qilishimiz mumkin va ortib borayotgan bosim uning qaynash nuqtasini ham oshiradi. Agar bizning tajribamiz muhim va zarur bo'lsa, juda katta bosim olinmaguncha davom ettirilsa, biz suyuqlikning haroratini bu tarzda atrof-muhit haroratiga ko'tara olmaymiz deb taxmin qilish uchun ko'rinadigan asoslar yo'q. Bunday suyuqlikning atrof-muhit haroratida mavjudligi, agar u etarli bosim ostida saqlansa, imkonsiz bo'lmas edi va bundan shuni tushunish mumkinki, har qanday sovutishdan tashqari, uni suyultirish uchun haqiqiy gazni to'g'ri bosish kifoya qiladi. .
Endi biz ushbu xulosaning ma'nosini ko'rib chiqamiz; biz yana takror aytaman, olimlarga olib kelgan barcha qoniqish bilan birga umidsizlikni ham ko'ramiz; lekin. Keling, avvalo suyultirish uchun "to'g'ri" shartlar nima ekanligini aniqlaylik.

Gazlarni suyultirish uchun ularni kritik haroratdan pastroq sovutish kerakligi aniqlanganda, tadqiqotchilarning sa'y-harakatlari past haroratlarni olish usullarini ishlab chiqishga qaratilgan. Ushbu sa'y-harakatlar muvaffaqiyatli bo'ldi va hozirda barcha gazlarni istisnosiz suyuqlik shaklida olish uchun bir qator mashinalar mavjud. Bu mashinalar, ayniqsa, havoni suyultiruvchi mashinalar texnikada keng qoʻllanilgan.

Havoni suyultirish texnologiyada uni tarkibiy qismlarga ajratish uchun ishlatiladi. Ajratish suyuq havoning bug'lanishi orqali amalga oshiriladi. Bunday holda, havoning quyi qaynash nuqtasiga ega bo'lgan tarkibiy qismlari birinchi navbatda bug'lanadi: neon, azot, keyin esa argon, kislorod. Bu masala, masalan, distillash orqali suvdan osonroq qaynab turgan spirtni ajratish bilan bir xil tarzda sodir bo'ladi. Hosil bo'lgan gazlar keng qo'llaniladi: a) azot ammiak olish uchun ishlatiladi; b) argon, neon va boshqa inert gazlar elektr cho'g'lanma lampalarni, shuningdek, gaz lampalarini to'ldirish uchun ishlatiladi; v) kislorod ko'p maqsadlarga xizmat qiladi: uni asetilen (yoki vodorod) bilan aralashtirish va bu aralashmani yoqish orqali yuqori haroratga ega bo'lgan va metallarni payvandlash va kesish uchun ishlatiladigan olov olinadi (499-rasm). Kislorod portlashi metallurgiya jarayonlarini tezlashtirish uchun katta ahamiyatga ega bo'ldi; kislorod tibbiy maqsadlarda ham ishlatiladi.

Guruch. 499. Metalllarni avtogen payvandlash. Gorelka 1 silindrlardan kislorod va atsetilenni ikkita trubka orqali oladi; sim 2 kislorod-atsetilen alangasida eriydi va payvandlanadigan tikuvni to'ldiradi.

Bundan tashqari, suyuq kislorod portlovchi texnologiyada qo'llaniladi. Suyuq kislorodning talaş, kuyikish, naftalin va boshqa oson oksidlanadigan moddalar bilan aralashmasi juda katta quvvatga ega portlovchi moddadir (oksilikit). Portlash sodir bo'ladi, chunki suyuq holatda bo'lgan va shuning uchun kichik hajmni egallagan kislorod mavjudligida bu moddalarning yonishi juda tez davom etadi. Yonish vaqtida kuchli isitish sodir bo'ladi, reaktsiya mahsulotlari gazsimon (karbonat angidrid), bir zumda va juda kuchli kengayish sodir bo'ladi - portlash. Ushbu portlovchi moddaning afzalligi shundaki, u kislorod bug'langanda xavfli bo'lmaydi.

Suyuq havo mashinalari har xil turdagi. Biz bu erda ishi kengayishi paytida yuqori siqilgan havoni sovutishga asoslangan mashinaning sxemasini tasvirlab beramiz (§ 225). 1-kompressorga havo kiradi (500-rasm); bu erda u bir necha o'nlab atmosfera bosimiga siqiladi. Shu bilan birga, u qiziydi. Kompressor 1 dan havo issiqlik almashtirgichga 2 kiradi, u erda suv oqimi bilan dastlabki haroratgacha sovutiladi va keyin kengaytirgich 3 (kengaytirgich) ga o'tadi. Ekspander - bu pistonli silindr. Ekspanderda havo kengayadi. Shu bilan birga, u pistonni itarib, ishni bajaradi. Havoning ichki energiyasi bu ishga sarflanadi va uning harorati shunchalik pasayadiki, u suyuqlikka aylanadi; suyultirilgan havo 4-idishda to'planadi.

Guruch. 500. Suyuq havo ishlab chiqaruvchi mashinaning sxemasi

Ba'zida kengaytirgichlar pistonli silindr shaklida emas, balki turbina shaklida (P. L. Kapitsa tomonidan turbo kengaytirgich) ishlab chiqariladi, unda gaz kengayadi, bu turbinani aylantirish ishini ishlab chiqaradi. Mashinaning ishlashi paytida rotor (turbinaning aylanadigan qismi) turbinaning devorlariga tegmasdan, kengayadigan gaz oqimida "osilib turishi" juda muhimdir. Natijada, moylashning hojati yo'q, bu juda muhim, chunki bunday past haroratlarda ishlaydigan mashina qismlari uchun moylash materiallarini tanlash juda qiyin. An'anaviy moylar past haroratlarda qattiqlashadi. Bundan tashqari, P. L. Kapitsa tomonidan ishlab chiqilgan gazlarni suyultiruvchi mashinalarning afzalligi ularning nisbatan kichik o'lchamlari bilan yuqori mahsuldorligidir.

Suyuq havoning qaynash nuqtasi juda past. Atmosfera bosimida u ga teng. Shuning uchun, ochiq idishdagi suyuq havo, uning bug 'bosimi atmosfera bosimiga teng bo'lganda, uning harorati pastga tushguncha qaynaydi. Atrofdagi jismlar ancha issiqroq bo'lganligi sababli, suyuq havoga issiqlik oqimi, agar u oddiy idishlarda saqlansa, shunchalik muhim bo'ladiki, juda qisqa vaqt ichida barcha suyuq havo bug'lanadi. Shuning uchun u tashqaridan issiqlikdan yaxshi himoya yaratadigan maxsus idishlarda saqlanadi. Bu an'anaviy termoslar bilan bir xil turdagi idishlar. Ular ikki qavatli devorli shisha yoki metall idishlar (501-rasm), ular orasidagi bo'shliqdan havo ehtiyotkorlik bilan chiqariladi. Juda kam uchraydigan gazli bunday bo'shliq orqali issiqlikni uzatish juda qiyin. Nurlar bilan isitishdan himoya qilish uchun bo'shliqning ichki devorlari yaltiroq (kumush) qilinadi. Suyuq havoni saqlash uchun bunday idishlar Dyuar tomonidan taklif qilingan. Yaxshi Devarda suyuq havo shunchalik sekin bug'lanadiki, uni ikki, uch kun yoki undan ko'proq saqlash mumkin.

Guruch. 501. Devar kemasining uchastkasi. Quyida siz trubaning uchini ko'rishingiz mumkin, u orqali idishni ishlab chiqarishda devorlar orasidagi bo'shliqdan havo chiqarib yuborilgan va nasosdan keyin muhrlangan.

Suyultirilgan gaz uzluksiz, sekin bo'lsa-da, issiqlik oqimiga qaramay qizib ketmasligi uchun u asta-sekin bug'lanishi uchun ochiq idishda qolishi kerak. Bug'lanish uchun issiqlik yo'qolishi tufayli suyultirilgan gaz doimo sovuq bo'lib qoladi. Agar siz Devar idishini tiqsangiz, ya'ni bug'lanishni oldini olsangiz, u holda suyultirilgan gaz qiziydi va uning bug 'bosimi shunchalik ko'payadiki, u idishni yorib yuboradi. Agar idish juda kuchli bo'lsa, masalan, anjirda ko'rsatilgandek po'lat silindr. 375, keyin suyultirilgan gaz asta-sekin kritik haroratdan yuqori haroratgacha qiziydi va gazsimon holatga o'tadi. Shunday qilib, suyultirilgan gazni uzoq vaqt saqlab qolishning yagona yo'li ochiq Dyuarlardan foydalanishdir.

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 zamonaviy texnologiyaning eng ilg'or usullari yordamida ham bir kub santimetr gazda 1000 dan kam zarrachalar qoladigan vakuumga erishish mumkin emas.

Oddiy sharoitlarda bir litr havo massasi (1,293 g) va havoning o'rtacha molyar massasi 22,4 1,293 = 29 g / mol.

Etarli sovutish bilan havo suyuqlikka 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 ° S haroratga ega. Uning tarkibi beqaror, chunki azot kislorodga qaraganda tezroq bug'lanadi. Azot chiqarilsa, suyuq havoning rangi ko'k rangdan och ko'k rangga (suyuq kislorodning rangi) o'zgaradi.

Qiyin suyultiriladigan gazlar kengayish jarayonida sovutish uchun o'z xususiyatlaridan foydalanib suyultirishni o'rgandilar, agar gaz qayta-qayta siqilib, katta idishga yuborilsa, u soviydi va uning harorati kritik darajaga yetganda, u suyulishni boshlaydi.

Suyultirilgan havoni olish texnologiyasi juda oddiy. Birinchidan, gazlar aralashmasi chang, suv zarralari, shuningdek, karbonat angidriddan tozalanadi. Yana bir muhim komponent mavjud, ularsiz suyuq havo - bosim hosil bo'lmaydi. Kompressor yordamida havo suv bilan sovutilganda 200-250 atmosferaga siqiladi. 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 olish usulini ishlab chiqdi. Ushbu usulning asosiy xususiyati pistonli kompressor va kengaytirgich mexanizmlarini turbinali mexanizmlar bilan almashtirishdir.

Ilova

Suyuq havoning o'zi hech qanday joyda ishlatilmaydi, u toza gazlarni olishda oraliq mahsulotdir. Komponentlarni ajratish printsipi aralashmaning komponentlarini qaynatishdagi 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, azot birinchi bo'lib bug'lanadi va uning asosiy 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 qismining qaynash nuqtasiga tezda etib boradi. aralashmasi, ya'ni kislorod. -

Siqilgan havo 150 atm bosim uchun mo'ljallangan po'lat tsilindrlarda saqlanadi. Amaldagi texnik shartlarga ko'ra, bu tsilindrlar oq yozuvli qora rangga ega bo'lishi kerak: "siqilgan havo".

Suyuq havo haroratida kimyoviy reaktsiyalar odatda juda sekinlashadi. Biroq, undagi kislorodning yuqori konsentratsiyasi (konsentratsiya - bu hajm yoki massa birligiga to'g'ri keladigan moddaning miqdori) tufayli suyuq havo bilan aralashtirilgan yonuvchi moddalar odatdagi sharoitlarga qaraganda ancha kuchliroq yonadi. Masalan, suyuq havo bilan namlangan paxta tutunsiz kukun kabi chaqnash bilan yonadi.