, наконец,

исчезает. Та температура, при которой происходит исчезновение мениска (т. е. поверхности раздела двух фаз), и является критической температурой исследуемого вещества.

18) Принципиальная схема установки для получения жидкого воздуха показана

иа рнс. 11-5. Предварительно освобожденный от пыли, влаги и углекислого газа воздух сжимается компрессором (?) до 200—250 ат (при одновременном охлаждении

. водой), проходит первый теплообменник {А) и затем разделяется на два потока. Большая часть направляется в детандер (Д)—поршневую машину, работающую за счет расширения воздуха. Последний, значительно охладившись 8 детандере, омывает

j .оба теплообменника и, охладив текущий навстречу сжатый воздух, покидает установку. Другой поток сжатого воздуха, охлажденный еще более во втором теплообменнике (5), направляется через вентиль (В) в расширительную камеру (Г), после чего покидает установку вместе с воздухом из детандера. Вскоре наступает момент, когда ! расширительной камере достигается температура сжижения воздуха, а затем он уже Непрерывно получается в жидком состоянии.

В 1938 г. П. Л. Капицей был разработай метод получения жидкого воздуха при Низком давлении -~ всего 5—6 ат. Основной особенностью этого метода является замена поршневых механизмов компрессора и детандера турбинными,

19) Зависимость температуры кипения жидкого воздуха от его состава показана на рис. II-6 (в несколько упрощенном виде —без учета инертных газов), Как видно из рисунка, отвечающие каждой данной температуре составы жидкости и пара различны: в жидкости относительно преобладает кислород, в паре —азот. Нгпример, при

v/7

Рнс. II-7. Схема работы «тарелокэ разделительной колонны.

— 190 СС жидкость содержит около 60% кислорода, пар — только 30%. Этим и обусловлено то обстоятельство, что по мере испарения воздуха жидкость обогащается кислородом, причем температура ее кипения постепенно повышается. Одновременно возрастает и плотность жидкого воздуха (приблизительно 0,94 г/см3 для нормального состава). Температура его затвердевания также зависит от состава, причем наинизшая она (—223 °С) при содержании 78% кислорода.

Вентиль

Змеевик ~^>1 -^-Испаритель

20) Отделение друг от друга жидкостей с близкими температурами кипения осуществляется обычно в разделительных колоннах. Основной

задачей такой колонны является создание потока

пара (77), направленного вверх, и потока жидкости (Ж), стекающей вниз (рнс. 11-7). Для обоих

потоков при помощи специальных приспособлений —

«тарелок» — обеспечиваются условия наиболее тесного соприкосновения, что ведет к постоянному обмену молекулами. При этом у вещества с более

низкой точкой кипения (например, азота) молекулы чаще попадают в поток пара, а с более высокой (например, кислорода)—в поток жидкости. Колонна работает непрерывно и тем полнее разделяет

оба вещества, чем больше в ней «тарелок». Общая

схема колонны для разделения воздуха показана на

рис. 11-18.

21) Сжатый воздух хранят в стальных баллонах, рассчитанных на давление 150 ат. По действующим в СССР техническим условиям баллоны этн должны иметь черную окраску

с белой надписью: «Воздух сжатый».

§ 2. Инертные газы. В 1893 г. было обращено внимание на несовпадение плотностей азота из воздуха и азота, получаемого при разложении азотных соединений: литр азота из воздуха весил 1,257 г, а полученного химическим путем—1,251 г. Произведенное для выяснения этого загадочного обстоятельства очень точное изучение состава воздуха показало, что после удаления всего кислорода и азота получался небольшой остаток (около 1%), который ни с чем химически не ре

агировал. Открытие нового элемента, названного аргоном (по-гре-чееки — недеятельный), представило, таким образом, «торжество третьего десятичного знака». Молекулярный вес аргона оказался равным 39,9. Так как молекула его одноатомна, атомный вес аргона равен молекулярному.1

Следующий по времени открытия инертный газ — гелий («солнечный») был обнаружен на Солнце раньше, чем на Земле. Это оказалось возможным благодаря разработанному в 50-х годах прошлого века методу спектрального анализа.

Если тонкий пучок «белого» солнечного света направить на стеклянную призму, он разлагается на лучи различных цветов радуги (рис. II-9). Каждый луч может быть охарактеризован определенной длиной волны (?„) или частотой колебаний (v), т. е. числом волн, сменяющихся за одну секунду. * По обе стороны от видимого спектра располагаются невидимые лучи: инфракрасные и ультрафиолетовые, которые могут быть обнаружены и изучены прн помощи различных физических методов.2

Если внести в пламя горелки какую-нибудь летучую при нагревании соль натрия, оно окрасится в желтый цвет, при внесении летучих соединений меди — в сине-зеленый цвет и т. д. Каждый химический элемент при достаточном нагревании испускает лучи определенных, характерных для него длин волн.

* Греческие буквы 'к и v читаются соответственно «лямбда* и «ню». Выражаемые ими величины легко могут быть переведены друг в друга, так