T ru d n o mi się po k usić o w yliczenie choćby części ty ch z a gadn ień z biologji m orza, k tó ry c h ro zw iązanie dałoby n am nie- tylko w ielkie teoretyczne, ale i p rak ty czn ie doniosłe zdobycze. Jak już n a początku zazn aczy łem , b ad an ia m orskie obejm ują coraz to sz ersz e kręg i i coraz to w ięcej zag ad ek zostaje w y jaśn io n y ch dzięki w spólnej p ra c y licznego z astęp u badaczy. O tw arły one w rota now ej d ziedziny, a celem ich jest ujęcie sy n tety czn e cało
k ształtu zjaw isk biologicznych w m orzu, które u w ażam y za ko
lebkę życia n a n a sz y m globie.
Ze stacji m orskiej w Lowestoft.
D R. IN Ż. T A D E U S Z N IE M C Z Y N O W S K I.
O skraplaniu gazów .
Jed n em z zagad nień , które z a p rz ą ta ły u m y sły u czo n y ch w d ru giej połow ie ubiegłego stu lecia, było śc isłe ok reślen ie c h arak teru gazów, ich istoty, budow y i zachow ania się w ro zm aity ch w a ru n k ach . P rzed ew szy stk iem jed n a k stw ierdzenie, czy pojęcie gazu jest pojęciem sam o istn em , c h a ra k te ry sty c z n e m zjaw iskiem dla pew nej g ru p y ciał, czy też ok reślen iem tylko pew nego sta n u ciała, sta n u niesam oistneg o , lecz u zależnionego od w aru nk ów zew n ętrz
nych.
W y ja śn im y to dokładnie n a p rzy k ład zie ciała bardzo pospoli
tego i dobrze n a m zn an eg o — wody.
W oda jest w zw y c z a jn y c h w a ru n k a ch cieczą. W iem y jednak, że bardzo łatw o m ożn a p rzep ro w ad zić ją w in n y stan s k u p ie n ia : przez oziębienie poniżej 0° C w sta n stały , w form ę, którą n a zy w am y lodem , p rzez ogrzan ie pow yżej 100° C w sta n lotny, gazow y, zw an y p a rą w odną. Lód, ciecz i p a ra — są to trzy ró żne sta n y jednego i tego sam eg o ciała, w ody.
S taw iam y teraz p y ta n ie : czy p a ra w odna je s t g a z e m ? O czy w iście. file tutaj stan gazow y je st tylko pew ny m stan em sk u p ie
n ia ciała o z n ak u ch e m icz n y m H2 O, zw anem wodą. Z n a n e są n a m rów nież s ta n y ciekły i stały .
W eźm y teraz pod uw agę np. pow ietrze. S tw ierdzam y, że p o
w ietrze jest podobnym gazem , jak p a ra w odna, f il e nie są n am znane s ta n y ciekły i stały . P rzed ew szy stk iem nie w iem y, czy sta n y takie m ogą istnieć. O ile istn ieją, stw ierdzim y, że m iędzy
2*
pow ietrzem a w odą n iem a w ich ch ara k te rz e z a sa d n icz y c h różnic.
Jeśli takie sam e zach ow an ie się z a o b serw u jem y p rzy w szystkich gazach, nietylko p rzy pow ietrzu, stw ierdzim y, że pojęcie gazu jest pojęciem tylko pew nego sta n u sk up ien ia.
Jeżeli jed n a k pow ietrza czy in n y c h gazów n ie potrafim y o trzy m ać w fazie ciekłej i stałej, b ęd ziem y m u sieli u znać, że słow o
„ g a z “ podaje n am pojęcie nie pew nego sta n u sk up ienia, lecz cze
goś zu p ełn ie sam oistneg o , c h a ra k te ry z u ją c eg o n a m b a d an e ciało.
T ak ie w łaśn ie p y tan ie postaw iono sobie w ubiegłem stuleciu.
K b y n a to p y tan ie m óc odpow iedzieć, próbow ano gazy s k ra plać. W iedziano, że p a rę w odną m o żn a przeprow adzić w stan p ły n n y p rzez oziębienie poniżej 100° C lub, p rzy w y ż sz y c h tem p e ra tu ra c h , przez zw iększen ie ciśn ien ia. P róbow ano zastosow ać m etody te do gazów. O kazało się, że i niektóre gazy, jak np. chlor, am onjak, bezw odnik w ęglowy, d w utlenek siarki, przy lekkiem ochłodzeniu i zastosow aniu c iśn ien ia k ilk u n a stu lub k ilkudziesię
ciu atm osfer — rzeczy w iście zam ien iły się w ciecz.
W iększość gazów nie ch ciała się jed n ak skro plić — m iędzy in n em i n ajp o sp o litszy z nich — pow ietrze. Poniew aż w iedziano, że do sk ro p len ia bezw odnika węglowego potrzeba c iśn ien ia około 70 atm osfer, p rzy p u sz c z an o , że ciśn ien ie, u żyte p rzy próbach sk ra p la n ia op o rn y ch gazów , było za m ałe. Z astosow ano więc ci
śn ien ia jesz c ze w iększe, dochodzące n aw et do kilku ty się c y atm o
sfer — bez żad n y ch jed n a k w yników . P y tan ie pozostało n iero zstrzy g nięte.
Pow iedziano więc, że istn ieją pew ne ciała, jak np. wodór, tlen, azot, pow ietrze, które m ogą istn ieć tylko w fazie lotnej, nie dają się jedn ak an i skroplić, an i tem bardziej zestalić. N azw ano ciała te g a z a m i t r w a ł e m i. In n e ciała m ogą istn ieć we w szy stk ich fa
zach, a gazy ich dadzą się łatw o przepro w ad zić w in n y stan s k u pienia. G azy ich są g a z a m i n i e t r w a ł e mi , czyli p aram i.
P odział ten obow iązyw ał p rzez długie lata, aż do roku 1869, do chw ili ogłoszenia badan A n d r e w s ’a. D ziś w iem y już, że gazów trw ałych niem a, że pojęcie gazu jest tylko pojęciem sta n u sk u p ien ia m aterji, że k a żd y bez w y jątku gaz m ożna p rzep ro w a
dzić w sta n ciekły i stały, ale nie działan iem duży ch ciśnień, lecz b ardzo n isk ich tem p eratu r, leżący ch często około 200° C poni
żej zera.
Z a słu g a tego o d k ry cia p rzy p ad a, ja k pow iedzieliśm y, A n d r e w s o w i , który w ro ku 1869 przep row ad ził szczegółow e b a
O skraplaniu ga zó w . 2 1
dania nad dw utlenkiem w ęgla, n a podstaw ie którychto dociekań m ożna było określić p rzy c z y n y , które b y ły pow odem n ieud aw ania się d o ty ch czaso w ych prób, i podać w arunki, p rzy k tó rych sk ro plenie jest m ożliw e.
B ad an ia fln d re w s ’a rozpoczęły długi szereg p rac nad c h a ra k terem gazów, p rac tern ciek aw szy ch, że do w yko n an ia ich trzeba było ro zw inąć w pierw i w y k ształcić o so b n y dział techniki lab ora
tory jnej, m ianow icie dział o trzy m y w an ia n isk ich tem p eratu r.
T ru d n o ści były ogrom ne, tak zn aczn e, że dopiero w ro ku 1908, czyli w 39 lat po p ra c y /\n d r e w s ’a, udało się K a m e r l i n g h O n n e s ’o w i skro plić ostatni z gazów „trw a ły ch “, hel, a w o stat
nich latach n aw et zestalić.
D o św iad czenia i\n d r e w s ’a polegały n a n astęp u jącej zasa d z ie : W yobraźm y sobie c y lin d er stalow y, za m k n ięty z jednej stro n y denkiem , z drugiej ru ch o m y m tłokiem (ryc. 13).
P o w ierzch n ia tłoka (przekrój cylin d ra) niech w ynosi 1 dm*.
W obec tego p rze su n ięc ie tłoka o 1 dm da nam zm ian ę objętości w cy lind rze o 1 d m 3 czyli o 1 litr. W cy lin d rze z a m y k a m y do
kładnie 1 k g bezw odnika węglowego.
O czyw iście, gaz ten w yw iera, zależ
nie od objętości c y lin d ra i tem p e
ra tu ry , pew ne ciśnienie, posiada pew ną prężno ść, którą m ierzy m y m ano m etrem , u m ieszczo n y m n a 50 den k u (m).
P rz y jm ijm y , że tłok zn ajd u je się w sk rajn em , zew nętrznem położe
niu. G az zam k nięty posiada objętość 15 litrów (na 1 k g gazu). T e m
p e ra tu ra gazu niech w y n osi 100° C. Ryc' 13‘ Wykr^ K g , ^ ™ . dla b€ZWOd‘
O d c zy tu jem y ją na term om etrze t.
P a trz y m y n a m an om etr. C iśn ien ie w ynosi około 74 atm osfer.
Z a c zy n a m y teraz tłok powoli p rze su w a ć w lewo, ale tak, by gaz posiadał stale tem p e ra tu rę n iezm ien io ną 100° C. U z y sk a m y to w n a sz y m w ypadku przez chłodzenie cy lin d ra np. wodą. Z au w a
ży m y , że p rz y sp rę ż a n iu gazu ciśn ien ie w zrasta. Jeżeli teraz n a n iesie m y n a ry c. 13 dla każdego położenia tłoka odpow iadające ciśn ien ie m an om etru , o trz y m am y linję k rzyw ą, p rzedstaw iającą n am zależn o ść c iśn ie n ia od objętości 1 k g C 0 2 p rz y stałej tem p eratu rze 100° C. Jeśli zag ląd n ęlib y śm y p rzy jakiem kolw iek po
łożeniu tłoka przez m ałe okienko do cy lin d ra, zo b aczylib yśm y , że p rzy 100° C p rzy k ażdem c iśn ie n iu bezw odnik w ęglow y jest gazem . W y k reślam y , oprócz opisanej linji stałej te m p e ra tu ry czyli t. zw. izoterm y, podobne linje dla in n y ch jeszcze tem p e ra tu r, np.
50° C, 40° i 35° C — nie z a u w ażam y w c h a ra k te rz e linji żad n y ch różnic. Jeżeli jed n a k z a cz n iem y b ad ać izoterm ę, leżącą poniżej tem p e ra tu ry 31’4° C, np. 20° C, zau w aży m y, że, p o cząw szy od pew nego położenia tłoka, a m ianow icie 10'4 litra, ciśn ien ie p rz e staje w zrastać, u trz y m u je się w stałej w ysokości, m im o, że gaz sp rę ż a m y w d a lsz y m ciągu. P a trz ą c do w n ętrza cy lin d ra, z au w a
ż a m y zm ętn ienie gazu, aż p rz y położeniu tłoka 2'6 l stw ierdzam y , że w cy lin d rze z n a jd u je się k laro w n a ciecz — sk ro p lo n y bez
w odnik w ęglow y. P rz y izoterm ach, leżący ch poniżej, np. 15°, 10°, 0° i t. d., zm ętn ienie g azu w y stęp u je zn a cz n ie szybciej i p rzy zn aczn ie n iż sz y c h ciśn ie n ia c h .
B ad ając szczegółow o izoterm y, leżące m iędzy tem p eratu ram i 32° C, p rzy której żad neg o zm ętn ien ia nie z a u w aży m y , a tem p e
ra tu rą 31° C, p rz y której sk ro p len ie ju ż w y stęp u je, zn ajd ziem y , że p rzy izoterm ie 31'4° C zm ętn ien ie n a stą p i tylko w jed n y m je
d y n y m p unkcie, o dpow iadającym c iśn ie n iu 72‘9 atm osfer i obję
tości 4’2 litra. P rz y tem p eratu rach , leżący ch pow yżej 31 ’4° C, bez
w odnik w ęglow y pod żadn em , naw et n ajw ięk szem ciśnien iem skro plić się nie da.
N a podstaw ie w yżej o p isan y ch dośw iad czeń dochodzim y do w niosku, że bezw odnik w ęglow y a, jak stw ierdzają badan ia, i każd y in n y gaz, skroplić się da tylko w tedy, gdy tem p eratu ra jego jest n iższ a niż pew na, dla niego c h a ra k te ry sty c z n a , t e m p e r a t u r a k r y t y c z n a . C iśn ien ie i objętość, odpow iadające p u n k t o w i k r y t y c z n e m u (na ry c. 14 p u n k t K), n az y w a m y c i ś n i e n i e m k r y t y c z n e m i o b j ę t o ś c i ą w ł a ś c i w ą k r y t y c z n ą .
P rz y g lą d a ją c się ry c. 14, m ożem y zau w a ż y ć jesz c ze jedną z a leżność. W idzim y m ianow icie, że lin je izoterm poniżej k ry ty c z n y c h załam u ją się w p u n k tach , które tw orzą znow u ja k ą ś krzyw ą, przecho d zącą przez p u n k t k ry ty c z n y (linja k reskow ana). Z b a dań poprzednich, p rz y w y k reślan iu izoterm , m o gliśm y zauw ażyć, że załam an ie linji izoterm y n a ry su n k u w y stępuje w chw ili zm ętn ie
nia gazu, a k o ń czy się, gdy w cy lin d rze m am y c z y stą ciecz.
Z m ętnienie za ś jest dow odem w y stęp o w ania m gły z kropelek cieczy w gazie czyli początk u sk ra p la n ia . P ra w a gałąź linji k re skow anej p rzed staw ia n a m w ięc p u n k ty , w k tó ry ch s u c h y gaz
O sk rap lan iu g a zó w . 2 3
z a cz y n a w ilgotnieć, w zględnie w w ilgotnym gazie cała wilgoć w y sy ch a. J e st to tak zw ana lin ja p a ry n a sy co n e j. D ru g a, lew a gałąź linji k resk o w an ej p rzedstaw ia nam znow u p rze jście p a ry w ilgotnej w ciecz, w zględnie, idąc w odw rotnym k ieru n k u , rozpo
częcie p aro w ania cieczy. L inję tę n a z y w a m y l i n j ą p a r o w a n i a .
Ryc. 14. W ykres izoterm dla bezw odnika węglowego w edług fln d rew s’a.
L in ja paro w an ia i linja p a ry n a sy co n e j dzielą n am pole stanów bezw odnika n a 4 części. Pole I n a lewo od linji p arow an ia — pole cieczy. Pole II leżące pod k rzy w ą, je s t polem p a ry wilgot
nej. Pole III jest polem t. zw. p a r su c h y c h i słabo p rzegrzany ch, b lisk ich skro plen ia. Z a ś pole IV , leżące ponad izoterm ą k ry ty czn ą (linja k resk a -k ro p k a ), p rzed staw ia n a m pole czystego gazu.
W p u n k cie k ry ty c z n y m K sch o d zą się pola cieczy, p a ry w il
gotnej i gazu (czyli t. zw. p a ry p rzeg rzan ej), gaz tw orzy jed n o stajn ą, m ętn ą m asę, nie d ającą się p o d ciąg nąć pod śc isłe pojęcie żadnego ze z n a n y c h n am stan ó w m a te rji: je st to t. zw. stan k ry tyczn y.
Jeżeli p rzy p a trz y m y się p od an y m w n astęp u jącej tabeli datom k ry ty c z n y m ró żn y c h gazów , zrozu m iem y , dlaczego gazy, jak tlen, pow ietrze, w odór nie daw ały się sk ro p lić: tem p e ra tu ra k ry ty c z n a ich leży bardzo nisko, z n aczn ie poniżej tem p eratu r n o rm a ln y ch i> ab y g azy te zam ien ić w ciecz, m u si się je p rzedew szystk iem ochłodzić poniżej ich tem p e ra tu ry k ry ty c z n ej.
G az Znak
chemiczny tk pk vk Temp. wrzeń,
przy 1 atm.Iiz.
W o d a ... Ho 0 + 374 224-2 2-9 + 100
D w u tlen ek siark i - s ' o 2 + 156 81-5 1-92 — 8
C h l o r ... Ch + 141 83-9 — 36-6
flm o n ja k . . . . NH-i + 132-9 116-2 5-22 - 33-7
E t y l e n ... c 2ą + 90-5 51-0 — 103-5
B ezw od. węglowy . CO, + 31-4 75-3 2-16 — 78
T l e n ... o2 - 118 52-5 - 182-8
P ow ietrze . . . . — 140 40-4 - 191
T lenek w ęgla . . . CO — 141 37-2 — 190
A z o t... — 146 36-2 — 195-6
W o d ó r ... Ho — 242 20-7 — 252-8
H e l ... H e — 268 2-3 — 270-0
R tem p eratu ra ta leży n ad zw y czajn ie nisko, co pociąga za sobą ogrom ne tru d n o ści u z y sk a n ia jej i co spow odow ało, że m im o dokładnej zn ajo m o ści w arunków udało się ostatni z gazów, hel, sk rop lić dopiero w 39 lat po b ad an iach A n d re w s’a.
D ziś jest problem sk ra p la n ia gazów ro zw ią z a n y i to nietylko laborato ry jn ie, ale na w ielką skalę — technicznie. N ietylko to;
m ożna pow iedzieć, że sk rop lo n e g azy stanow ią jed n ą z podstaw d zisiejszej chem ji sy n te ty c zn e j, że w y rabia się p rzy ich pom o cy cały szereg c e n n y ch m aterjałów , p o cząw szy od naw ozów sz tu c z n y c h aż do m aterjałów w ybuchow ych.
Bez m etod sk ra p la n ia gazów d zisiejsza ch em ja sy n te ty c zn a istn iećb y nie m ogła.
N as in te resu ją też głów nie m etody tech niczne, m etody o trzy m y w an ia sk ro p lo n y ch gazów w d u ży ch ilościach i n a d użą skalę, u rzą d z a n ia do n ich , a p a ra ty i m a sz y n y .
B ędzie to przedm iotem n astęp n ego rozdziału.
II.
W rozdziale poprzednim z a p o z n a liś m y się bliżej z w a ru n kam i, jakie m u sz ą być spełn io n e, a ż eb y sk ro p len ie gazu wogóle było m ożliwe.
W tym rozdziale zastan o w im y się, w jaki sposób m ożna i n a leży to skroplen ie przeprow adzić i jak się je też tech n iczn ie p rze prow adza.
Z o baczym y to n a przytoczonej poprzednio ry c. 14. M am y np.
bezw odnik węglowy o ciśn ien iu 50 atm . i tem p eratu rze 40° C.
S ta n bezw odnika przedstaw io n y jest n a ry c. 14 punktem N , po
O skraplaniu gazów . 2 5
w stałym z przecięcia poziom ej 50 atm . z izoterm ą 40° C. Jeżeli będziem y bezw odnik n a sz, z początk u gazow y oziębiali p rzy s ta łem ciśn ie n iu np. przez chłodzenie w zim nej kąpieli, zau w ażym y, że po pew n ym czasie zaczn ie on m ętn ieć i nako niec (przy tem p e ra tu rz e 15° C) się skropli. Z n a jd u je m y się w punkcie M w polu /, a p rze sz liśm y przebiegiem p rz y stałem ciśn ieniu, przedstaw io- nem linją poziom ą M N .
M etoda po w yższa b y ła h isto ry cz n ie pierw szą, zapom ocą której udało się skro plić g azy trw ałe i którą sto suje się w pew nych z re sz tą o d m ian ach po dzień d z isie jsz y w laboratorjach.
G az, p rzezn aczo n y do sk ro p len ia, z a m y k a m y w n a c zy n iu pod ciśnien iem , leżącem w okolicy c iśn ie n ia k ry ty czneg o. Z n ajd u jem y się w tedy n a sa m y m szczy cie pola p a ry wilgotnej II (patrz ry c. 14), a jak z tego sam ogo r y s u n k u w ynika, p otrafim y w tedy p rzep ro w adzić gaz w sta n p ły n n y stosunkow o n a jw y ż sz ą tem p eratu rą, leżącą n ie z n a c zn ie poniżej k ry ty c z n ej.
N a c z y n ie z gazem u m ie sz c z a m y w kąpieli chłodzącej o o d pow iedniej te m p e ra tu rz e : będzie to woda około 20° C, jeśli sk ra p lam y bezw odnik w ęglow y, w oda z lodem (około 0° C), jeśli s k ra p lam y np. etylen.
Jeśli m am y ze jść z tem p e ra tu rą z n aczn ie poniżej 0° C, u ż y w am y sp e cja ln y c h m ro ż ą cy c h m ie sz an in . M ieszan in ą taką m oże być np. lód ze so lą ( — 22°), chlo rek w apniow y z lodem (— 55°) lub też w rzące skroplone gazy.
W idać to dosko nale z tabeli I. B ezw odnik węglowy, który u m iem y skrop lić p rz y u ży c iu zw ykłej wody, w rze n a otw artem pow ietrzu, obn iżając sw ą tem p e ra tu rę do — 78° C, etylen naw et do — 103 5° C. T e m p e ra tu ra ta z n aczn ie się obniży, jeśli gaz parow ać będzie pod silnie zm iejszo n em ciśn ieniem , np. pod d zia
łan iem p om py p n e u m a ty cz n e j. T e m p e ra tu ra etylenu sp ad n ie w tedy do jakich — 145° C, czyli poniżej te m p e ra tu ry kry ty czn ej tlenu (— 118°) lub pow ietrza ( — 140° C). Jeżeli w ięc w zbiorniku gazo
w ym znajd uje się tlen pod ciśn ien iem 52 atm . — skropli się.
R skro p lo n y tlen w rze n a pow ietrzu p rzy tem p. — 182*8° C, czyli w y starczającej do sk ro p len ia pow ietrza, tlenku w ęgla i azotu.
PLzotem potrafim y zkolei sk ro p lić wodór, a w odorem o sta
tecznie — hel.
O p isa n ą m etodą skro plili po raz pierw szy w r. 1883 O l s z e w s k i i W r ó b l e w s k i tlen i pow ietrze, a K am m erling h O n n e s w r. 1908 hel.
J e st to jed n a k m etoda czy sto lab o rato ry jn a, żm u d n a i ko szto w na, dla techn ik i zupełn ie n iep rz y d atn a .
T am są potrzebne m etody tanie, szy bk ie, a n a d ew szy stk o p ro d u k u jące sk ro p lo n y gaz w sposób ciągły, w ilo ściach n ieogran iczon ych . M etod tak ich z n a m y kilka. Z ajm iem y się jed n a k tylko dw iem a z nich, a to tem i, które zd o by ły w y łączn e praw o obyw atelstw a w p rzem y śle, a m ianow icie m etodą C l a u d e ’go, u ży w an ą głów
nie we F ran cji, i m etodą n iem ieck ą L i n d e g o .
P rzed tem jed n a k m u sim y jeszcze w y ja śn ić dw a zjaw isk a, bez k tó ry ch zrozum ienie ty ch m etod nie je s t m ożliw e.
Z jaw iskiem pierw szem jest zjaw isko chłodzenia się gazu p rzy ro zp rężan iu . Jeżeli m ianow icie z a m k n iem y gaz o tem p eratu rze pokojowej w cylindrze, z a o p atrzo n y m tłokiem , i gw ałtow nie go sp ręży m y , zauw ażym y , że gaz się ogrzew a. O g rzan ie gazu bę
dzie tem zn aczn iejsze, im silniej i im szybciej go sp rę ż y m y . O d
w rotnie, jeżeli gazowi sp rę ż o n e m u pozw olim y się ro zp ręży ć, z a u w aży m y, że się ochłodzi znow u tem silniej, im gw ałtow niej to nastąpi.
Z jaw isko to w y stęp u je zaw sze i p rz y w szy stk ich gazach, sp rę ż a n y ch i ro z p rę ż an y c h . P oleg a ono n a tem , że p raca, potrzebna do sp rę ż e n ia gazu, u jaw n ia się jako ciepło. Podobnie p raca, jak ą gaz w y konuje p rzy ro zp rężan iu , zo staje p o k ryta ubytkiem ciepła z gazu czyli ob niżaniem się jego tem p eratu ry .
O prócz ro zp rężan ia w cy lin d rze z n a n y jest n am jeszcze drugi sposób, m ianow icie p rzez tak zw ane dław ienie. D ław ie
niem n a z y w a m y rozp rężan ie się gazu o w yższem ciśnien iu w otoczeniu o n iższem c iśn ie n iu przez szczelinę, m a ły otwo
rek, kłaczek z w aty lub w ełny. C h a ra k te ry sty c z n e m dla tego przebiegu jest to, że gaz przy dław ieniu nie w yk o n u je żadnej p ra c y : tem p e ra tu ra gazu pow inna zostać bez zm ian y . I tak b y było p rzy gazie idealn y m . P rz y g azach rze c z y w isty c h w y stęp u je jed n ak p rzy dław ieniu pew ne, bardzo n ie z n a c zn e oziębienie. Jest ono c h a ra k te ry sty c z n e dla każdego gazu i ro śn ie ze stopniem zdław ienia. Z jaw isko to n a zy w a się e f e k t e m J o u l e - T h o m s o n a .
S pad ek te m p e ra tu ry p rz y dław ieniu g azu o 1 atm osferę z a leży i od te m p e ra tu ry początkow ej g azu i od rodzaju gazu.
W ynosi on np.
dla dw utlenku w ęgla
„ pow ietrza . . .
„ w odoru . . . .
- 0-75° C - 0-25° C + 0*025° C
O skrap lan iu g a zó w . 2 7
W odór w ięc ogrzew a się p rz y dław ieniu, odw rotnie niż in n e gazy, które się ochładzają, ałe tylko p rzy n o rm a ln y ch tem p e ra tu rach . P o cząw szy od — 80’5° C wdół wodór zachow uje się ju ż n o rm alnie.
Po p o d a n y c h w y ja śn ie n iac h m ożem y ju ż p rzy stą p ić do o m a w iania m etod s k ra p la n ia gazów, z a cz y n a ją c od m etody C l a u - d e ’go.
S c h e m a t a p a ra tu ry C lau d e’go, słu ż ą c y do u z y sk iw an ia sk ro plonego pow ietrza, p rze d staw io n y je s t n a ry c. 15.
Pow ietrze, z a s y s a n e przez ru rę s s ą c ą 5 5 , sp ręża się w sp rę żarce 5 do bardzo w ysokiego ciśn ien ia 50 atm . Pow ietrze to p rze p u sz c za się w całości przez oziębialnik A, a po w y jściu zeń rozdziela się n a dwie części. W iększa c z ęść pow ietrza (około 8 0% ) przechodzi do c y lin d ra ek sp an zy jn eg o E, gdzie w y konuje p racę, ro zp rę ż ają c się do c iśn ien ia 1 atm . W ał c y lin d ra ek sp an zy jn eg o po łączon y jest z w ałem sp rę ż a rk i tak, że p rac a w y k o n a n a p rze z gaz ro zp rę ż ają cy się choć w części słu ży
do sp rę ż e n ia gazu św ieżego. P oniew aż pow ietrze sp rężo n e ochłodziło się po
przednio w oziębialniku A, a potem roz
prężyło się w cylin d rze n a 1 atm ., te m p e ra tu ra jego sp ad a bardzo silnie, często poniżej — 100° C. P ow ietrza tego używ a sie z a m iast specjalnego środk a ch ło d zą
cego do sc h ła d z an ia p ozostały ch 20°/o sprężonego pow ietrza i sk ro p len ia go.
cego do sc h ła d z an ia p ozostały ch 20°/o sprężonego pow ietrza i sk ro p len ia go.