Cseppfolyósított gázok

Ez a kifejezés más jelentéseket is tartalmaz, lásd cseppfolyósított gáz.

A gázok cseppfolyósítása számos olyan lépést tartalmaz, amelyek szükségesek ahhoz, hogy a gáz folyékony állapotba kerüljön. Ezeket a folyamatokat tudományos, ipari és kereskedelmi célokra használják.

Minden gáz normál légköri nyomáson történő egyszerű hűtéssel folyékony állapotba juttatható. Azonban néhány gáz kellően határozott nyomásnövekedést (a szén-dioxid. Bután. Propán. Etán. Metán. Ammónia. Klór). Az egyéb (oxigén, hidrogén, argon, hélium, nitrogén stb.) Hengerekben sűrített állapotban tárolódnak. A lényeg az, hogy a gáz nem öncélúan magas nyomáson cseppfolyósítható, ha a hőmérséklete az úgynevezett kritikus hőmérséklet fölött van. Ez volt az első, cseppfolyósított gázok, amelynek a kritikus hőmérséklete lényegesen magasabb, mint a helyiség (ammónia, kén-dioxid, szén-dioxid és így tovább.), És csak az egyik nyomás alá.

A valódi Van der Waals gázok állapotának egyenlete azt mutatja, hogy bármilyen gáz folyékony állapotba alakulhat, de ennek előfeltétele, hogy a gázt a kritikus hőmérséklet alatti hőmérsékletre hűtse. (például a szén-dioxid szobahőmérsékleten cseppfolyósítható, mivel kritikus hőmérséklete 31,1 ° C. Ugyanez mondható el gázok, mint amilyen az ammónia és a klór [1].

A cseppfolyósítás a gázmolekulák alapvető tulajdonságainak tanulmányozására szolgál (pl. Intermolekuláris kölcsönhatások), gázok tárolására. A gázokat cseppfolyósítják különleges kondenzátorokban, amelyek felszabadítják a párologtatás hőjét, és az elpárologtatóban gáznemű állapotba alakulnak, ahol a párolgás hője felszívódik [2] [3]

A cseppfolyósító gázok fizikai alapja

Minden anyag, beleértve azokat is, amelyek a "szokásos földi körülmények között" gázállapotban vannak, három alapállapotban lehet - folyékony, szilárd és gáznemű. Mindegyik anyag a fázisdiagram szerint viselkedik. amelyek általános megjelenése minden anyag esetében hasonló. A diagram szerint a gáz cseppfolyósításához szükség van a hőmérséklet csökkenésére. vagy nyomásnövelés. vagy megváltoztathatja mindkét paramétert.

Gáz cseppfolyósítása - egy komplex folyamat, amely magában foglal több kompressziót és bővítések gáz elérése nagy nyomáson és alacsony hőmérsékleten, segítségével, így például, expanderek.

Cseppfolyósított gázok alkalmazása

A folyékony oxigént kórházakban használják gázállapotba történő átalakításra, majd légzési problémákkal küzdő betegek számára. Folyékony nitrogént használnak a gyógyászatban, mint cryosurgery, valamint az in vitro megtermékenyítés a fagyasztás sperma.

A klór szállítják a folyékony állapotban, ami után használják a víz fertőtlenítésére, higiénikus ipari hulladék és szennyvíz, kelmék fehérítésére és sok más célra. Az 1. világháború során kémiai fegyverként használták a klórt. és ez az anyag folyékony állapotban volt a héjban, és amikor a védőhéj megsemmisült, a klór gázállapotba került.

A hélium (4 He) cseppfolyósítására a Hampson-Lind ciklusban (a ciklus a Joule-Thomson-effektuson alapul) a holland tudós Kamerling-Onnes Heike 1913-ban Nobel-díjat kapott. Légköri nyomáson a folyékony hélium forráspontja 4,22 K (-268,93 ° C). 2,17 K alatti hőmérsékleten a 4 folyadék szuperfluidit nyer. amelynek felfedezésére Kapitsa PL Kapitsa szovjet tudós 1978-ban megkapta a Nobel-díjat. A folyadék hélium a szuperfluid állapotban teljesen új tulajdonságokkal rendelkezik, mint például a nulla viszkozitás.

A levegő cseppfolyósítását nitrogén előállítására használják. oxigént és argont a levegő komponensek elválasztásával a desztillációs eljárásban.

A folyékony hidrogént rakétaként használják.