Цей термін має також інші значення див. Зріджений газ.
Зріджування газів включає в себе кілька стадій, необхідних для переведення газу в рідкий стан. Ці процеси використовуються для наукових, промислових і комерційних цілей.
Всі гази можуть бути приведені в рідкий стан шляхом простого охолодження при нормальному атмосферному тиску. Однак для деяких газів досить певного підвищення тиску (вуглекислий газ. Бутан. Пропан. Етан. Метан. Аміак. Хлор). Інші (кисень. Водень. Аргон. Гелій. Азот і т. Д.) Знаходяться в балонах в стислому стані. Справа в тому, що газ не може бути зріджений при як завгодно високому тиску, якщо його температура вище так званої критичної температури. Першими були скраплений гази з критичною температурою значно вище кімнатної (аміак, сірчистий газ, вуглекислий газ і ін.), При цьому було досить одного підвищення тиску.
Рівняння стану реальних газів Ван-дер-Ваальса показує, що всякий газ може бути перетворений у рідкий стан, але необхідною умовою для цього є попереднє охолодження газу до температури нижче критичної. (Вуглекислий газ. Наприклад, можна скраплений при кімнатній температурі, оскільки його критична температура дорівнює 31,1 ° C. Те ж можна сказати і про таких газах, як аміак і хлор [1].
Скраплення використовується для вивчення фундаментальних властивостей молекул газу (наприклад, міжмолекулярних сил взаємодії), для зберігання газів. Гази сжижаются в спеціальних конденсаторах, які виділяють теплоту пароутворення, і переводяться в газоподібний стан у випарник, де теплота пароутворення поглинається [2] [3]
Фізичні основи скраплення газів
Всі речовини, в тому числі і ті, які в «звичайних земних умовах» перебувають в газоподібному стані, можуть перебувати в трьох основних станах - рідкому, твердому і газоподібному. Кожне з речовин поводиться відповідно до своєї фазової діаграмі. загальний вигляд якої для всіх речовин схожий. Згідно цій діаграмі, для скраплення газу необхідно або зниження температури. або збільшення тиску. або зміна обох цих параметрів.
Зріджування газів - складний процес, який включає в себе безліч стиснень і розширень газу для досягнення високого тиску і низьких температур, використовуючи, наприклад, детандери.
Застосування зріджених газів
Рідкий кисень застосовується в лікарнях для перетворення в газоподібний стан і подальшого використання пацієнтами, що мають проблеми з диханням. Рідкий азот використовується в медицині в кріохірургії, а також в області екстракорпорального запліднення для заморожування сперми.
Хлор транспортується в рідкому стані, після чого він використовується для знезараження води, санітарної обробки промислових відходів і нечистот, відбілювання тканин і багатьох інших цілей. Хлор був використаний в якості хімічної зброї під час Першої світової війни. і це речовина знаходилася в снарядах в рідкому стані, і при руйнуванні захисної оболонки хлор переходив в газоподібний стан.
За скраплення гелію (4 He) з циклу Хампсон-Лінда (цикл заснований на ефекті Джоуля-Томсона) голландський вчений Камерлінг-Оннес Хейке отримав Нобелівську премію в 1913 році. При атмосферному тиску температура кипіння рідкого гелію становить 4.22 K (-268.93 ° C). При температурі нижче 2.17 K рідкий 4 He набуває надтекучість. за відкриття якої радянський учений П. Л. Капіца отримав Нобелівську премію в 1978 році. Рідкий гелій в сверхтекучем стані набуває абсолютно нові властивості, такі як нульова в'язкість.
Скраплення повітря використовується для отримання азоту. кисню і аргону шляхом поділу компонентів повітря в процесі дистиляції.
Рідкий водень використовується в якості ракетного палива.