Вблизи абсолютного нуля
Шрифт:
Дьюар находится в открытом ящике, заполненном ватой и сухим льдом. Это еще одна теплоизоляция, еще один слой отделяет жидкий воздух от теплой комнаты. Окружен дьюар сухим льдом с температурой —78°. Все-таки не +20°! Это уже лучше.
Из дьюара вьется легкий дымок. Никакой крышки у сосуда нет. Она не нужна и даже опасна. Испаряющийся воздух может сорвать любую крышку. В виде жидкости много места он не занимает. А станет газом — потребует «жилплощади». И может наделать бед.
Помните, что случилось с мистером Бэйли из романа А. Беляева «Продавец воздуха»? Он проглотил несколько бисеринок твердого воздуха.
Поэтому сосуды для хранения жидких газов и их перевозки делают обязательно такими, чтобы газ мог при случае спокойно испаряться, покидая свое хранилище. Но больших потерь при этом не происходит.
Итак, мы заглянули внутрь сосуда, в котором дымит жидкий воздух. Минус 190 градусов! Даже с лишком. Внушительная температура!
Испытываешь желание сунуть в жидкий воздух палец. Но этого делать не следует. Вот плеснуть на руку его можно. Чуть обожжет руку — и нет жидкого воздуха. Весь испарился. Только легкий пар поднялся. Можно вылить немного жидкого воздуха, скажем, на блюдце. Он быстро-быстро испаряется.
Ртуть жидкая. Это знают все — если разобьешь термометр, потом долго приходится собирать быструю, юркую жидкость. Но стоит только опустить ртуть в жидкий воздух, как она моментально замерзает.
Обычно на популярных лекциях из ртути изготовляют молоточек, и лектор торжественно забивает им гвоздь.
Но вот в жидкий воздух попала резинка. Самая обыкновенная резинка, которую мы называем ластиком. И погиб ластик. Резина, побывав в жидком воздухе, перестает быть эластичной, она крошится, ломается. Особые структурные связи между молекулами нарушились, пропали. Резина перестала быть резиной. И при нормальной температуре осталась такой же хрупкой, ломкой. Даже самая крепкая сталь, встретившись с жидким воздухом, становится такой же хрупкой, как графит наших карандашей.
Одним словом, с материалом творятся истинные чудеса.
Жидкий воздух добывают сейчас в больших количествах в основном для того, чтобы разделить газы воздуха, чтобы получить отдельно кислород и азот.
С первого взгляда это кажется очень странным. Посудите сами: чтобы разделить два основных газа, смесь которых и называется воздухом, их сначала надо сложным образом охладить, чтобы сделались они жидкими, отделить один от другого, а потом уже использовать, чаще всего снова в виде газа.
Но, оказывается, разделять газы дешевле именно таким, на первый взгляд достаточно сложным, способом.
Кислород — газ жизни
Кислород — газ жизни, газ живой природы. Это знают все. Любой лектор, рассказывая о жизни на других планетах, начинает с кислорода. Действительно, без кислорода человек существовать не может. Альпинисты, уходя в горы, берут с собой кислородные аппараты. Кислородом дышит летчик в высотном полете. Больные используют кислородные подушки. После операций сердца больных держат но нескольку дней в особых кислородных палатках. Правда, если употреблять очень много кислорода, то может наступить
Однако кислород нужен не только живым существам. Без кислорода в технике сейчас буквально и шагу ступить нельзя.
Прежде всего кислород очень нужен в металлургии. Металлургия занимается выплавкой металлов. Черная металлургия интересуется чугуном и сталью. Это и есть «черные» металлы.
Получают чугун в доменных печах. Закладывают туда железную руду, поджигают топливо. От тепла руда плавится, и появляется чугун. Его разливают в специальные отливки. Так получаются различные чугунные изделия. Зачем здесь нужен кислород? А вот зачем. Чтобы топливо лучше, полнее сгорало, в него вдувают струю кислорода. Это очень хорошо действует. Для плавки в этом случае требуется меньше топлива, значит, и чугун обходится дешевле.
Из чугуна в мартеновских печах добывают сталь. Там тоже вовсю используют кислород. Кислород добавляют в воздух, который идет к топливу. Жидкий металл также продувают чистым кислородом. Значит, топлива опять тратится меньше. И выходит, это выгодно.
Сейчас сталь получают новым, конверторным способом. Конвертор напоминает большую грушу. В нее заливают жидкий чугун. Потом сверху, через горловину, вдувают кислород. Так из чугуна образуется сталь.
Конверторный способ очень удобный. Сталь получается дешевле, заводы будут дешевыми. Да и строить их, оказывается, можно быстрее, чем обычные.
Кислородной струей можно резать стальные слитки и очищать их поверхность. Если сталь сильно нагреть, а потом пустить струю кислорода, то знаете что получится? Кислород, как ножом, разрежет прочный металл.
Примеси с поверхности слитков кислород тоже снимает. Они просто сгорают в струе кислорода. Этот процесс называется огневой чисткой.
А вот кислород в цветной металлургии. Цветные металлы — цинк, медь, никель, свинец — выплавляют с помощью кислорода. И чистят кислородной струей.
Конечно, кислород используют и в химии. Прежде всего на заводах искусственных удобрений. С помощью кислорода сейчас обрабатывают топливо. Давно известно, что гораздо лучше топить газом: он хорошо сгорает, всяких отбросов после газа нет. И дыма почти нет. В общем, удобно. Ученые нашли способ, как уголь или торф переделывать в горючий газ.
Образуется он в газогенераторах. Сначала туда загружают твердое топливо, а потом вдувают кислород и водяной пар. Происходят различные химические реакции, и образуется горючий газ. Можно использовать его и для других целей. Например, изготовлять аммиак.
Подземные залежи угля тоже можно газифицировать. И тоже с помощью вездесущего кислорода.
Поистине он — газ жизни!
Как разлучить неразлучных?
«Близок локоть, да не укусишь», — говорит старая пословица. Пословица вещая и мудрая. Вот, например, кислород. Казалось бы, чего проще — достать этот газ. Одна пятая часть воздуха, 18/9 частей воды. Кругом кислород. Но из воды взять его не просто. Надо сооружать электролизные ванны, разбивать молекулы воды электрическим током. А из воздуха?