Юный техник 1994-12, страница 16

зить благодаря специальным хладагентам, в частности соединениям аммиака и фтора.

Еще больший холод достигается в своеобразных термосах с двойными стенками, которые охлаждаются сжиженными газами. Жидкий возд>х «кипит» при 81 К (—192 градуса С), водород — при 20 К, а гелий — при 4,2 К. Если последний заставить превращаться из жидкости в газ при пониженном давлении, можно достичь температуры 0,8 К, а поместив в сильное магнитное поле, заставляющее атомы как бы «прилипать» к своим местам в кристаллической решетке, можно перешагнуть порог охлаждения 0,1 К.

Однако превращение газа в жидкость — трудная проблема. Поначалу для сжижения газов физики использовали эффект Джоуля-Томсона. Суть его в том, что при известных условиях сжатый газ охлаждается, расширяясь, если выпустить его из одного сосуда в другой, с меньшим давлением. Охлаждение происходит за счет внутренней работы преодоления сил притяжения между молекулами.

Недостаток метода — чрезвычайно

малая эффективность. Представьте себе, сначала в баллон нужно предварительно накачать газ и сжать до нескольких десятков или сотен атмосфер. Он при этом непременно нагреется. Значит, нужно будет выждать определенное время, охлаждая баллон (проточной водой, фреоновыми смесями и пр.), по крайней мере, до комнатной температуры, а лучше до 0 градусов С или еще ниже, и уж потом выпускать его в другой сосуд, попутно собирая образовавшуюся жидкость, пока не испарилась.

Таким образом удается получить лишь жидкий воздух. Для «добычи» же жидкого гелия приходится охлаждать баллон дорогостоящим жидким водородом.

Эти трудности удалось преодолеть нобелевскому лауреату П.Л. Капице. В начале 30-х годов он сконструировал турбодетандер — машину, имевшую КПД около 70% и позволявшую получать жидкий гелий в больших количествах. Газ сжимали поршнем, двигающимся в цилиндре с большой скоростью. Емкость помещали в сосуд Дьюара, наполненный, например, жидким водородом, поэтому сжимаемый гелий не очень разогревался. А выпущенный из камеры в больший сосуд, он почти мгновенно охлаждался, превращаясь в жид-

Создав такую машину, Капица не решил задачу промышленного производства жидких газов, но и открыл их новые физические свойства, например, сверхтекучесть гелия, его способность при определенных условиях вытекать из сосуда, двигаясь... по стенке вверх.

Развивая идею П.Л. Капицы, специалисты по сверхнизким температурам с тех пор существенно продви-