Техника - молодёжи 1937-03, страница 10

В этом аппарате Нальете впервые получал жидкий воздух, который, мо ментально превращаясь в пары, исчезал на глазах изумленных зрителей.

Шел 1823 год. Замечательный английский химик и физик Михаил Фарадей, бывший в то время лаборантом у знаменитого химика Дэви, изучал влияние теплоты на кристаллическое соединение хлора с водой. Он перегонял это вещество в двухколенчатой запаянной трубке. Одно колено трубки обогревалось пламенем горелки, а другое охлаждалось воздухом. Фарадей задумался. В этот момент в лабораторию вошел друг Дэви — доктор Пари. Он посмотрел на конец трубки, бывшей в воздухе, и увидел в нем желтые капли какой-то жидкости. Решив, что это след небрежной работы молодого лаборанта, он сделал строгое внушение смутившемуся Фарадею и удалился. На следующий день Пари нашел у себя записку молодого Фарадея: «Маленькие капли оказались жидким хлором».

Так был превращен в жидкость первый газообразный продукт — хлор. Кристаллы соединения хлора расплавлялись, выделяя зеленовато-желтые пары. Эти пары переходили в другой конец трубки, там охлаждались и конденсировались в жидкость под влиянием давления, которое развивалось в запаянном сосуде от испарения новых количеств кристаллического вещества.

Фарадей использовал этот способ повышения давления для сжижения и других газов. В том же 1823 году он превратил в жидкость пять газов: сернистый водород, сернистую кислоту, закись азота, циан, углекислоту. Но, несмотря на все усилия и старания, он не смог сжижить таким же способом кислород, азот, водород, окись углерода и метан. В своих опытах Фарадей достиг давления в 50 атмосфер и температуры в 110° ниже нуля.

Вслед за Фарадеем французский ученый Кол-ладон сжал воздух уже до 400 атмосфер, но это тоже не помогло ему превратить воздух в жидкость.

В 1854 году венский врач Наттерер подверг, «упрямые» газы давлению в 2 800 атмосфер, .но тоже безрезультатно: в жидкость они не превращались.

С тех пор ученые, отчаявшись в своих попытках по сжижению этих газов, назвали их постоянными, то есть несжижаемыми газами.

Но это заключение было поспешным и невер

8

ным. Рассмотрим этот вопрос подробнее. Если мы будем нагревать какую-либо жидкость, она начнет рано или поздно кипеть. И сколько бы мы ее дальше ни нагревали, температура ее не повысится. Вся жидкость при этой температуре испарится. Давление пара над ней равно при этом одной атмосфере.

Мы можем отнести это и к «постоянным газам» и рассуждать так: эти газы получаются от испарения каких-то жидкостей, которые при давлении в одну атмосферу кипят при очень низкой температуре. И существовать они могут в жидком виде, как это и предсказывал Лавуазье, только при еще более низкой температуре. Следовательно, можно с полной уверенностью сказать, что если понижать очень сильно температуру воздуха, то он обязательно должен превратиться в жидкость.

Однако, всем известно, что между темиераггурой кипения жидкости и давлением, под которым эта жидкость находится, существует тесная зависимость. Чем ниже давление, тем ниже и температура кипения жидкости. Если. подняться на высокую гору, где атмосферное давление ниже_г чем у поверхности земли, то воду можно довести до кипения при температуре ниже 100°.

Но если повышать давление, под которым находится жидкость, то температура ее кипения тоже повышается. При 50 атмосферах вода закипает только при температуре в 265°.

Этими соображениями и руководствовались ученые прошлого столетия в своих попытках добиться сжижения воздуха. Они думали заменить охлаждение давлением. Рассуждали при этом так: если жидкий воздух кипит и превращается в газ под обычным атмосферным давлением при очень низкой температуре, ну, скажем, при 140° ниже нуля, то, очевидно, повышая давление, можно получить жидкий воздух, который будет кипеть при значительно более высокой температуре, может быть даже при 50 или 100° ниже нуля.

Но, несмотря на эти, казалось бы, правильные рассуждения, никакие усилия, основанные на них, не приводили к успеху.

Но вот во второй половине XIX столетия наступил конец существованию «постоянных» газов. Это было результатом удивительного открытия, сделанного ирландским химиком Эндрюсом.

В 1,863 году Эндрюс, производя исследования углекислого газа, заметил следующее: если подогреть углекислый газ до температуры в 31", то ни при каком давлении нельзя превратить его в жидкость. Получилось, как будто этот легко сжижаемый газ превратился три температуре в 31° тоже в «постоянный» газ.

И вот Эндрюс установил, что для каждого газа имеется такая температура, выше которой его никаким давлением нельзя превратить в жидкость. Эту, так сказать, «пограничную» температуру Эндрюс назвал критической. Для воздуха эта критическая температура, как было установлено позже, равняется 140,7° ниже нуля, а для кислорода—118° ниже нуля.

Теперь стала совершенно ясной причина всех неудач Фарадея и других ученых, работавших над сжижением воздуха. Они сдавливали его при температуре выше критической, при которой никакое давление желаемого результата дать не может.