वायूंचे द्रवीकरण आणि तंत्रज्ञानामध्ये द्रव वायूंचा वापर

वायूंचे द्रवीकरण

वायूंचे द्रवीकरणवायू द्रव स्थितीत स्थानांतरित करण्यासाठी आवश्यक असलेल्या अनेक टप्प्यांचा समावेश आहे. या प्रक्रियांचा वापर वैज्ञानिक, औद्योगिक आणि व्यावसायिक कारणांसाठी केला जातो. सर्व वायू सामान्य वातावरणाच्या दाबावर साध्या थंड करून द्रव अवस्थेत कमी करता येतात. तथापि, काही वायूंसाठी, विशिष्ट दाब वाढणे पुरेसे आहे (कार्बन डायऑक्साइड, प्रोपेन, अमोनिया). इतर (ऑक्सिजन, हायड्रोजन, आर्गॉन इ.) संकुचित अवस्थेत सिलेंडरमध्ये असतात. वस्तुस्थिती अशी आहे की तथाकथित गंभीर तापमानापेक्षा जास्त दाबाने वायूचे द्रवीकरण करता येत नाही. खोलीच्या तपमानापेक्षा गंभीर तापमान असलेले वायू (अमोनिया, सल्फर डायऑक्साइड, कार्बन डायऑक्साइड, इ.) प्रथम द्रवीकृत केले गेले आणि दाब वाढणे पुरेसे होते. अधिक तपशिलांसाठी, पहा: फॅराडे ट्यूबचे प्रयोग (द्रवीकृत वायू मिळवणे) रसायनशास्त्र आणि रसायनशास्त्रज्ञ क्र. 3 2012 द्रवीकरणाचा वापर गॅस रेणूंच्या मूलभूत गुणधर्मांचा अभ्यास करण्यासाठी (उदाहरणार्थ, परस्परसंवादाच्या आंतरआण्विक शक्ती), वायू साठवण्यासाठी केला जातो. विशेष कंडेन्सरमध्ये वायूंचे द्रवीकरण केले जाते, जे बाष्पीभवनाची उष्णता शोषून घेतात, आणि बाष्पीभवनात वायूच्या अवस्थेत रूपांतरित होतात, जेथे वाष्पीकरणाची उष्णता सोडली जाते.

गॅस द्रवीकरणाचा भौतिक आधार

वायू अवस्थेत "सामान्य स्थलीय परिस्थितीत" असलेल्या पदार्थांसह सर्व पदार्थ तीन मुख्य अवस्थांमध्ये असू शकतात - द्रव, घन आणि वायू. प्रत्येक पदार्थ त्याच्या फेज आकृतीनुसार वागतो, सामान्य फॉर्मजे सर्व पदार्थांसाठी समान आहे. या आकृतीनुसार, वायूचे द्रवीकरण करण्यासाठी, एकतर तापमानात घट, किंवा दाब वाढणे किंवा या दोन्ही पॅरामीटर्समध्ये बदल आवश्यक आहे.

वायूंचे द्रवीकरण ही एक जटिल प्रक्रिया आहे ज्यामध्ये साध्य करण्यासाठी वायूचे अनेक कॉम्प्रेशन आणि विस्तार यांचा समावेश होतो. उच्च दाबआणि कमी तापमान, उदाहरणार्थ, विस्तारक वापरून.

द्रवीभूत वायूंचा वापर


विकिमीडिया फाउंडेशन. 2010

इतर शब्दकोशांमध्ये "वायूंचे द्रवीकरण" काय आहे ते पहा:

    जेव्हा ते गंभीर पातळीच्या खाली थंड केले जातात तेव्हा ते तयार केले जातात ... भौतिक विश्वकोश

    आधुनिक विश्वकोश

    एखाद्या पदार्थाच्या संपृक्ततेच्या तापमानाच्या खाली दिलेल्या दाबाने थंड केल्यावर त्याचे वायूच्या अवस्थेतून द्रव अवस्थेत संक्रमण. कमी गंभीर तापमानासह वायूंचे द्रवीकरण करण्यासाठी (O2 साठी 154.2 K, N2 साठी 126.2 K, H2 साठी 33 K, He साठी 5.3 K), क्रायोजेनिक ... ... मोठा विश्वकोशीय शब्दकोश

    वायूंचे द्रवीकरण- वायूंचे द्रवीकरण, जेव्हा पदार्थ त्याच्या संपृक्ततेच्या तपमानाच्या खाली थंड केला जातो तेव्हा वायूच्या अवस्थेतून द्रव अवस्थेत संक्रमण होते (दिलेल्या दाबावर गंभीर तापमान). कमी गंभीर तापमानासह द्रवीकरण वायूंसाठी (नायट्रोजनसाठी 126.2 K; ... साठी 154.2 K इलस्ट्रेटेड एनसायक्लोपेडिक डिक्शनरी

    गॅसचे द्रवीकरण- (पहा) च्या मदतीने वायूंचे द्रव अवस्थेत (पहा) खाली (पहा) रूपांतर करण्याची प्रक्रिया; कंप्रेसर आणि विस्तारकांमध्ये चालते ... ग्रेट पॉलिटेक्निक एनसायक्लोपीडिया

    वायू द्रवीकरण- - विषय तेल आणि वायू उद्योग EN वायूंचे द्रवीकरण ... तांत्रिक अनुवादकाचे हँडबुक

    पदार्थाचे वायू अवस्थेतून द्रव अवस्थेत संक्रमण. हे वर्ष त्यांना गंभीर तापमानाच्या खाली थंड करून (गंभीर तापमान पहा) (Tk) आणि त्यानंतरचे संक्षेपण बाष्पीभवन (कंडेन्सेशन) ची उष्णता काढून टाकल्यामुळे प्राप्त झाले आहे. ... ... ग्रेट सोव्हिएत एनसायक्लोपीडिया

    वायूच्या अवस्थेतून द्रव अवस्थेत va मध्ये स्थानांतरीत करा. गंभीर तापमानापेक्षा कमी दरानेच S.g. शक्य आहे. उद्योगात गंभीर सह एस.जी. झुंडीचा वेग झुंडीच्या वेगापेक्षा जास्त असतो वातावरण(व्यावहारिकपणे 50 डिग्री सेल्सिअसपेक्षा जास्त) गॅसला ... ... मध्ये संकुचित करून चालते. मोठा विश्वकोशीय पॉलिटेक्निक शब्दकोश

    तापमान कमी करून आणि (किंवा) दाब वाढवून वायू स्थितीतून द्रव अवस्थेत पदार्थाचे हस्तांतरण. केवळ गंभीरपेक्षा कमी तापमानातच शक्य आहे. कमी गंभीर तापमानासह वायूंचे द्रवीकरण करण्यासाठी (O2 साठी 154.2 K, N2 साठी 126.2 K, 33 K ... विश्वकोशीय शब्दकोश

    वायू द्रवीकरण- dujų skystinimas statusas T sritis chemija apibrėžtis Slegiamų ir šaldomų dujų vertimas skysčiu. atitikmenys: engl. गॅस लिक्विडेशन; गॅस द्रवीकरण इंजी. गॅस द्रवीकरण; वायू द्रवीकरण... Chemijos terminų aiskinamasis žodynas

GAS. वायू अवस्थापदार्थाच्या अशा अवस्थेला म्हणतात ज्यामध्ये रेणूंमध्ये कार्य करणारी शक्ती अत्यंत लहान असते आणि रेणूंचे परिमाण त्यांच्यातील अंतरांच्या तुलनेत नगण्य असतात. टक्कर दरम्यान, वायूचे रेणू सरळ रेषेत, समान रीतीने आणि पूर्णपणे यादृच्छिकपणे फिरतात. गरम झाल्यावर आणि दुर्मिळ झाल्यावर, सर्व वायूंचा कल असतो मर्यादा राज्यतथाकथित आदर्श, किंवा परिपूर्ण वायू.

एटी आदर्श वायूआंतर-आण्विक शक्ती शून्य आहेत आणि आंतर-आण्विकीय जागेच्या खंडाच्या तुलनेत रेणूंचे आकारमान अगणित आहे. आदर्श वायूची स्थिती म्हणजे द्रवपदार्थाच्या पातळ अवस्थेला मर्यादित करणे ज्यासाठी निसर्गाच्या सर्व शरीराची इच्छा असते, पुरेसे दिले जाते. उच्च तापमानआणि पुरेसे कमी दाब; हे आदर्श वायूच्या अवस्थेचे विशेष महत्त्व आहे, ज्याचा सर्वात सहज अभ्यास केला जातो आणि म्हणूनच सर्वात जास्त अभ्यास केला जातो. आंतरग्रहीय जागा अत्यंत दुर्मिळ अवस्थेत भरणारा पदार्थ आदर्श वायूच्या स्थितीत आहे असे मानले जाऊ शकते.

वायूचा दाब (p) जहाजाच्या भिंतींवर वायूच्या रेणूंच्या प्रभावाने निर्धारित केला जातो. गतिज सिद्धांतानुसार, वायूच्या रेणूंची सरासरी गतीज ऊर्जा निरपेक्ष तापमानाच्या प्रमाणात असते. गतिज सिद्धांतामध्ये, असे दर्शविले गेले आहे की एक आदर्श वायू राज्याच्या खालील समीकरणांचे काटेकोरपणे पालन करतो, जे तीन अवस्था पॅरामीटर्सशी संबंधित आहे: v, T आणि p, ज्यापैकी दोन स्वतंत्र आहेत आणि तिसरे त्यांचे कार्य आहे:

हे समीकरण ( क्लेपेरॉनचे समीकरण) मध्ये आदर्श वायूच्या अवस्थेचे तीन मूलभूत नियम स्पष्टपणे समाविष्ट आहेत:

1) बॉयल-मॅरिओट कायदा. स्थिर तापमान (T) वर, आदर्श वायूच्या दिलेल्या प्रमाणासाठी उत्पादन (p ∙ v) हे स्थिर मूल्य (p ∙ v \u003d Const) असते, म्हणजे आदर्श वायूचे प्रमाण (v) त्याच्या व्यस्त प्रमाणात असते. दाब (p): समन्वय प्रणाली (v, p) मधील आदर्श वायूचे समताप हे समभुज हायपरबोलास आहेत ज्यांचे लक्षणे समन्वय अक्ष आहेत.

2). स्थिर (p) वर, आदर्श वायूच्या दिलेल्या रकमेचे प्रमाण तापमानासह रेखीय वाढते:

(v 0 - तापमानात खंड \u003d 0 ° C, α - आदर्श वायूचा विस्तार गुणांक). तापमानात बदल (p) v = Const समान कायद्याचे पालन करते:

(α) समीकरण (3) मध्ये - दाब गुणांक, संख्यात्मकदृष्ट्या विस्तार गुणांक (α) समीकरणात (α) समीकरण (2) = 1/273.1 = 0.00367 - वायूच्या स्वरूपापेक्षा स्वतंत्र मूल्य आणि सर्व आदर्श वायूंसाठी समान; p 0 - तापमानावर दबाव \u003d 0 ° से. तापमानाऐवजी परिपूर्ण तापमान सादर करत आहे

आम्हाला समीकरणे (2) आणि (3) ऐवजी सापडतात:

3) अॅव्होगाड्रोचा कायदा. समीकरण (1) ते दाखवते गॅस स्थिर R \u003d p 0 ∙ v 0 / 273.1 हे सामान्य स्थितीत दिलेल्या वायूने ​​व्यापलेल्या सामान्य खंड v 0 च्या प्रमाणात आहे (p 0 \u003d 1 Atm आणि t 0 \u003d 0 ° C \u003d 273.1 ° K), म्हणजे बॅक सामान्य स्थितीत वायू घनतेच्या प्रमाणात आहे D 0 . एव्होगॅड्रोच्या नियमानुसार, समान (p) आणि (T) सह, सर्व आदर्श वायूंमध्ये समान प्रमाणात (उदाहरणार्थ, v 0 च्या बरोबरीने) समान संख्येचे रेणू असतात. याउलट: आदर्श स्थितीत कोणत्याही वायूचे समान प्रमाणात रेणू (उदाहरणार्थ, 1 मोल \u003d 1 ग्रॅम रेणू) वायूचे स्वरूप (कोणत्याही पदार्थाचे 1 रेणू) विचारात न घेता, सामान्य परिस्थितीत समान खंड v 0 व्यापतात N 0 = 6.06∙10 23 वैयक्तिक रेणू - Avogadro's number). मोठ्या अचूकतेने सापडले सामान्य मोलर व्हॉल्यूमकोणताही आदर्श वायू (V 0) m 22.412 लिटर / mol च्या बरोबरीचा असतो. येथून तुम्ही सामान्य परिस्थितीत कोणत्याही आदर्श वायूच्या 1 सेमी 3 मधील रेणूंची संख्या काढू शकता: n0 \u003d 6.06 ∙ 10 23 / 10 3 ∙ 22.416 \u003d 2.705 ∙ 10 19 सेमी (लोशमिट संख्या). समीकरण (1) वापरून, एव्होगॅड्रोचा नियम या वस्तुस्थितीमध्ये व्यक्त केला जातो की कोणत्याही वायूच्या 1 मोलसाठी गॅस स्थिरांक R ची गणना केली जाते तेव्हा वायूचे स्वरूप काहीही असो. ते. R हा एक सार्वत्रिक स्थिरांक आहे ज्यामध्ये परिमाण आहे [ काम]/[वजन][तापमान] आणि p \u003d Const वर 1 ° C ने गरम केल्यावर आदर्श वायूच्या 1 मोलच्या विस्ताराचे कार्य व्यक्त करते:

हे त्यात समाविष्ट आहे भौतिक अर्थआर.

संख्यात्मक मूल्य शोधा

इतर युनिट्समध्ये, आर मूल्ये (प्रति 1 मोल) आहेत:

थर्मोडायनामिक्सच्या दोन नियमांच्या संयोगाने आदर्श वायूच्या स्थितीच्या समीकरण (1) पासून विश्लेषित तीन नियमांव्यतिरिक्त, खालील मूलभूत नियम देखील पाळतात:

4) जौलचा कायदा. थर्मोडायनामिक्सच्या सामान्य समीकरणांपैकी एक

समीकरण (1) सह, आदर्श वायूच्या अंतर्गत ऊर्जेसाठी खालील अटी देते:

म्हणजे, आदर्श वायूचे U हे फक्त T (ज्युलचा नियम) चे कार्य आहे; आदर्श वायूच्या समताप विस्तारादरम्यान, सर्व शोषलेली उष्णता बाह्य कार्यात रूपांतरित केली जाते आणि समतापीय कॉम्प्रेशन दरम्यान, सर्व खर्च केलेले कार्य सोडलेल्या उष्णतेमध्ये रूपांतरित होते.

5) आदर्श वायूची उष्णता क्षमता स्थिर खंड c v आणि स्थिर दाब c p वर फक्त T चे कार्य आहे. थर्मोडायनामिक्स सामान्य समीकरणे देते

परंतु आदर्श वायूसाठी (p) आणि (v) गे-लुसाक कायद्यानुसार (4) आणि (5) नुसार (T) वर अवलंबून आहेत; म्हणून, समीकरणांचे उजवे भाग (9) 0 आणि कडे वळतात

उष्णता क्षमता c p आणि c v एकमेकांपासून स्वतंत्र नाहीत, परंतु एका साध्या स्थितीनुसार आदर्श वायूशी संबंधित आहेत:

पासून उद्भवते गॅस कायदे(R ला उष्णता क्षमतेचे परिमाण आहे), म्हणजे, जर c p आणि c v आदर्श वायूच्या 1 मोलशी संबंधित असतील, तर ते 2 (अधिक तंतोतंत, 1.986 ने) - cal/mol ∙ deg.

गतिज सिद्धांतामध्ये, ऊर्जेच्या एकसमान वितरणाच्या तत्त्वानुसार हे मान्य केले जाते की, गॅस रेणूच्या स्वातंत्र्याच्या प्रत्येक अंशासाठी k 0 ∙T/2 ऊर्जा असते आणि 1 मोलसाठी ऊर्जा असते.

(k 0 \u003d -R / N 0 हा 1 रेणूसाठी गणना केलेला वायू स्थिरांक आहे - बोल्ट्झमनचे स्थिर). स्वातंत्र्याच्या अंशांची संख्या (i) ही वायूच्या रेणूमध्ये असलेल्या एकमेकांपासून स्वतंत्र असलेल्या यांत्रिक उर्जेच्या प्रकारांची संख्या आहे. मग 1 मोलची ऊर्जा

(अंदाजे, R = 2, c v = i, c p = i + 2 असे गृहीत धरून).

वायूच्या सिद्धांतामध्ये, c p /c v = γ हा संबंध महत्त्वाची भूमिका बजावतो; समीकरणे (11) आणि (12) पासून:

सर्वात सोप्या प्रकरणात मोनाटोमिक वायू(ज्याच्या रेणूमध्ये 1 अणू असतात, अनेक धातूंचे उदात्त वायू आणि वाफ काय आहेत) i सर्वात लहान आहे आणि 3 समान आहे: रेणूची संपूर्ण ऊर्जा त्याच्या अनुवादात्मक हालचालींच्या गतिज उर्जेपर्यंत कमी केली जाते, जी तीनमध्ये केली जाऊ शकते स्वतंत्र परस्पर लंब दिशा; नंतर

आणि γ सर्वात मोठे आहे संभाव्य मूल्य: γ = ५/३ = १.६६७. च्या साठी डायटॉमिक वायू(H 2 , O 2 , N 2 , CO आणि इतर) I \u003d 3 + 2 (दोन्ही अणूंना जोडणाऱ्या रेषेला लंब असलेल्या दोन परस्पर लंब अक्षांभोवती दोन फिरणे) मानले जाऊ शकते; नंतर c v = 4.96 ≈ 5, cр = 6.95 ≈ 7 आणि γ = 7/5 = 1.40. च्या साठी ट्रायटोमिक वायू(Н 2 O, СO 2, H 2 S, N 2 O) i = 3+3 (तीन परस्पर लंब अक्षांभोवती फिरणे) आणि c v = 5.96 ≈ 6, cр = 7.95 ≈ 7 आणि γ = 4/ 3 = 1.33.

रेणूच्या संरचनेच्या पुढील गुंतागुंतीसह, म्हणजे, i, c v आणि c p च्या वाढीसह, आणि γ = 1 + 2/i आणि 1. सारणीकडे झुकत आहे. 1 दर्शविते की सांगितलेली प्रत्येक गोष्ट प्रायोगिक डेटाशी योग्य आहे, की γ नेहमी >1 आणि ≤1.667 असते आणि = 1.50 (i = 4 साठी) असू शकत नाही.

मोनॅटॉमिक वायूंसाठी, c v आणि c p, सिद्धांतानुसार, व्यावहारिकपणे तापमानात बदल होत नाहीत (उदाहरणार्थ, Ar साठी, c v आणि c p ची मूल्ये तापमान = 0 ° आणि 1000 दरम्यान 2.98 ते 3.00 पर्यंत असतात. ° से). तापमानासह c v आणि c p मधील बदल क्वांटम सिद्धांतामध्ये स्पष्ट केले आहेत. तथापि, आदर्शाच्या जवळ असलेल्या वायूंची उष्णता क्षमता विस्तृत तापमान श्रेणींमध्ये व्यावहारिकपणे बदलत नाही. सहसा p आणि y प्रायोगिकरित्या निर्धारित केले जातात आणि या डेटावरून c v ची गणना केली जाते.

वास्तविक वायू. प्रत्यक्षात अस्तित्वात असलेले सर्व वायू वास्तविक वायू आहेत b. किंवा m. आदर्श वायूंच्या नियमांपासून विचलित होतात, परंतु कमी, जास्त तापमान आणि कमी दाब. ते. आदर्श वायूंचे नियम वास्तविक वायूंसाठी मर्यादित आहेत. सामान्य तापमानात, विचलन कमीत कमी वायूंसाठी असते ज्यांचे गंभीर तापमान अत्यंत कमी असते (तथाकथित स्थिर वायू: He, H 2 , N 2 , O 2 , हवा); तुलनेने उच्च गंभीर तापमान असलेल्या वायूंसाठी आणि बाष्पांसाठी (गंभीर तापमानापेक्षा कमी तापमानात वायूला वाफे म्हणतात), विचलन खूप लक्षणीय आहेत. वायू नियमांपासून वास्तविक वायूंच्या विचलनाची कारणे अशी आहेत: 1) आंतरआण्विक शक्ती त्यांच्यामध्ये कार्य करतात; म्हणून, पृष्ठभागाचे रेणू शक्तींद्वारे वायूंमध्ये काढले जातात, ज्याच्या परिणामी, प्रति युनिट पृष्ठभागाची गणना केली जाते आणि त्यास लंब निर्देशित केले जाते, असे म्हणतात. आण्विक (अंतर्गत) दाब K; 2) वायूचे संपूर्ण खंड (v) नाही, परंतु त्यातील केवळ काही भाग (v-b) रेणूंच्या हालचालींना स्वातंत्र्य देते; खंडाचा भाग (b), कोव्होलम, जणू काही रेणूंनीच व्यापलेला आहे. जर वायू आदर्श असेल, तर त्याचा दाब K च्या मूल्याने निरीक्षण केलेल्या (p) पेक्षा जास्त असेल; म्हणून, वास्तविक वायूसाठी राज्याचे समीकरण फॉर्ममध्ये लिहिले जाईल

या सामान्य समीकरणात, K आणि b हे T आणि v वर अवलंबून असू शकतात.

व्हॅन डेर वॉल्सने दाखवले की सर्वात सोप्या प्रकरणात, K \u003d a / v 2, आणि b हे स्थिर मूल्य आहे जे वायूच्या रेणूंच्या आकारमानाच्या चार पट आहे. अशा प्रकारे, व्हॅन डेर वाल्स समीकरणाचे स्वरूप आहे:

a आणि b, van der Waals constants, अनुभव दर्शविल्याप्रमाणे, अजूनही T आणि v वर अवलंबून आहेत, आणि म्हणून समीकरण (15) हे फक्त पहिले अंदाजे आहे; ते चांगले व्यक्त करते गुणवत्ता फॉर्मवास्तविक वायूंचे समताप.

अंजीर मध्ये. CO 2 सैद्धांतिक समतापांसाठी 1 दर्शविला आहे: या समतापिकांचे S-आकाराचे भाग संबंधित आहेत थर्मोडायनामिकली मेटास्टेबल अवस्था.

अंजीर मध्ये. आकृती 2 CO 2 साठी प्रायोगिक समताप दर्शविते : वक्रांचे S-आकाराचे भाग सरळ भागांनी बदलले आहेत; या भागांच्या उजवीकडे, वक्र वायूशी (असंतृप्त बाष्प), डावीकडे - द्रवांशी आणि सरळ भाग स्वतः - बाष्प आणि द्रव यांच्या समतोलाशी संबंधित आहेत. समीकरण (15), अनुभवाशी पूर्ण सहमती दर्शविते की, वाढत्या तापमानासह, समतापावरील रेक्टिलिनियर सेगमेंट्सचे परिमाण लहान आणि लहान होत जातात (चित्र 2) आणि शेवटी, गंभीर तापमानाच्या समान विशिष्ट तापमानावर, या सेगमेंटची लांबी 0 होते. गंभीर तापमानापेक्षा जास्त तापमानात, गॅस कोणत्याही दाबाने द्रवात बदलू शकत नाही: द्रव अस्तित्वात नाही. ते. व्हॅन डेर वाल्स समीकरण दोन अवस्थांचा समावेश करते - वायू आणि द्रव - आणि या दोन राज्यांमधील संक्रमणाच्या सातत्य सिद्धांताचा आधार म्हणून कार्य करते. काही वायूंसाठी गंभीर तापमानाची खालील मूल्ये आहेत: H 2 O साठी +360°C, CO 2 साठी +31°C, H 2 साठी -241°C आणि He साठी -254°C.

गॅस द्रवीकरण. कोणताही वायू योग्य दाबाने द्रवात बदलला जाऊ शकतो, पूर्वी तो गंभीर तापमानाच्या खाली थंड केला जातो. वेगवेगळ्या तापमानांवर CO 2 द्रवीकरण (एटीएममध्ये) साठी आवश्यक दाब टेबलमध्ये दिले आहेत. 2.

हे स्पष्ट आहे की हे दाब द्रव कार्बन डाय ऑक्साईडच्या संतृप्त वाफेचे दाब आहेत आणि कमी तापमान कमी आहे.

द्रवीकरणासाठी गॅस प्री-कूल करण्यासाठी, तांत्रिक स्थापनेमध्ये ते जौल-थॉमसन प्रभाव वापरतात, ज्यामध्ये अॅडियाबॅटिक विस्तारादरम्यान (उदाहरणार्थ, जेव्हा गॅस छिद्रातून बाहेर पडतो तेव्हा दाब तीव्रतेने कमी होतो) , गॅसची अंतर्गत ऊर्जा ΔU ने वाढते आणि T ΔT ने बदलते आणि थर्मोडायनामिकली

आदर्श वायूंच्या बाबतीत, ΔU = 0 आणि ΔT = 0 [कारण, समीकरणानुसार (1), T∙dv/dT – v = 0].

वास्तविक वायूंसाठी, T∙dv/dT – v ≠ 0 (Δp) यावर अवलंबून, ΔТ ≠ 0, म्हणजे थंड किंवा गरम होते< 0). По уравнению Ван-дер-Ваальса,

(पुरेशा अंदाजे सह). ते. पुरेशा उच्च तापमानात, सर्व वायू अॅडियॅबॅटिक विस्तारादरम्यान गरम होतात (ΔТ > 0, कारण a/R∙T< b), но с понижением температуры для каждого газа наступает उलटा बिंदूमी अटीनुसार ठरवले आहे

ज्याच्या खाली अॅडिबॅटिक विस्तारादरम्यान वायू थंड होऊ लागतात (a/R∙T> b येथे T< Т i). Для всех газов, кроме Н 2 и Не, Т i лежит выше обычных температур (так, для воздуха Т i соответствует +360°С), и потому газы могут быть сжижены по принципу Линде , без предварительного охлаждения. Для Н 2 инверсионная точка Т i - 80,5°С, а для Не - даже 15°К; поэтому Н 2 и Не для сжижения д. б. предварительно охлаждены ниже этих температур.

संबंधित राज्ये. गंभीर तापमान T ते, दाब p ते आणि खंड v ते m. b. व्हॅन डेर वाल्स स्थिरांक a, b आणि R च्या संदर्भात खालीलप्रमाणे व्यक्त केले आहे:

जर आपण मापनाच्या T, p आणि v च्या एककांसाठी अनुक्रमे गंभीर मूल्ये घेतली, तर T, p आणि v च्या ऐवजी, अवस्था द्वारे दर्शविली जाईल दिलेली मूल्ये:

जर आपण व्हॅन डेर वाल्स समीकरण (15) मध्ये θ, π, आणि ϕ समाविष्ट केले, तर स्थिरांक a, b, आणि R रद्द होतात आणि आपल्याला मिळते राज्याचे कमी समीकरण, संख्यात्मक गुणांकांसह

ज्यामध्ये पदार्थाच्या स्वरूपावर अवलंबून असणारे प्रमाण नसतात. तथापि, समीकरण (19) असे गृहीत धरते की व्हॅन डेर वॉल्स समीकरण बरोबर आहे, आणि म्हणूनच त्यातील विचलन अनेकदा लक्षणीय असतात, विशेषतः संबंधित पदार्थांच्या बाबतीत. संबंधित राज्यांचे सिद्धांत (समान θ, π आणि ϕ शी संबंधित तथाकथित राज्ये) समीकरण (19) प्रमाणेच मोठ्या प्रमाणात सार्वत्रिक अवलंबन शोधणे शक्य करते.

वायूंचा वापर. संकुचित आणि द्रवीभूत वायूंचा वापर तंत्रज्ञानामध्ये केला जातो जेथे मोठ्या प्रमाणात गॅसची आवश्यकता असते तेथे कमी प्रमाणात; म्हणून, CO 2 पाण्याच्या कार्बनीकरणासाठी, Cl 2 आणि फॉस्जीन - लष्करी रासायनिक व्यवसायात, O 2 - वैद्यकीय हेतूंसाठी, संकुचित हवा- अंतर्गत ज्वलन इंजिन सुरू करण्यासाठी. लिक्विफाइड वायू (CO 2 आणि NH 3) रेफ्रिजरेशनमध्ये, रेफ्रिजरेशन मशीनमध्ये (उदाहरणार्थ, प्राप्त करण्यासाठी) विशेष महत्त्व आहेत. कृत्रिम बर्फ). फुगे भरण्यासाठी हलके वायू (H 2, प्रकाश वायू, अलीकडे He) वापरले जातात. अर्धा-वॅट इनॅन्डेन्सेंट दिवे भरण्यासाठी निष्क्रिय वायू (N 2 आणि उदात्त वायू, विशेषतः Ar) वापरतात. प्रकाशासाठी किंवा इंधन म्हणून गॅसचा वापर विशेषतः लक्षात घ्या: प्रकाश, वीज, पाणी वायू आणि इतर.

जेव्हा असे आढळून आले की गॅसचे तापमान गंभीरपेक्षा कमी असल्यास त्याचे द्रव अवस्थेत रूपांतर होऊ शकते, तेव्हा, कमी तापमान लागू करून, सर्व वायू हळूहळू द्रव अवस्थेत प्राप्त केले गेले. लिक्विड हेलियम हे 1908 मध्ये मिळालेले शेवटचे होते.

गॅस द्रवीकरण यंत्रे त्याच्या अ‍ॅडिबॅटिक विस्तारादरम्यान गॅस कूलिंगचा वापर करतात. कंप्रेसरद्वारे गॅस आधीच खूप संकुचित केला जातो. या प्रक्रियेत सोडलेली उष्णता पाणी थंड करून काढून टाकली जाते. जेव्हा वायू अ‍ॅडियाबॅटिक विस्ताराच्या प्रक्रियेत (त्याच्या अंतर्गत ऊर्जेमुळे) स्वतःचे काम करतो तेव्हा त्याचे तापमान खूप कमी होते.यंत्राचा तो भाग ज्यामध्ये बाह्य कार्य करण्यासाठी वायूचा विस्तार होतो (उदाहरणार्थ, पिस्टन हलवणे) विस्तारक.

सोव्हिएत भौतिकशास्त्रज्ञ पी.एल. कपित्सा यांनी द्रवरूप वायूंच्या पद्धतींच्या विकासात मोठे योगदान दिले. त्याच्या एका कारमध्ये टर्बो विस्तारक सहकॉम्प्रेस्ड गॅसचा एक जेट टर्बाइन ब्लेडकडे निर्देशित केला जातो; त्याला फिरवल्यामुळे, गॅस कार्य करतो आणि थंड होतो.

लक्षात घ्या की, आदर्श वायूच्या विपरीत, जेव्हा अत्यंत संकुचित वास्तविक वायूचा विस्तार होतो, तेव्हा त्याचे तापमान कमी होते, जरी ते बाह्य कार्य करत नसले तरी फक्त एका अरुंद नोजलमधून बाहेर वाहते. हे खालीलप्रमाणे स्पष्ट केले आहे. अत्यंत संकुचित वायूमध्ये, अनेक रेणू इतर रेणूंशी परस्परसंवादाच्या क्षेत्रात असतात. जेव्हा वायूचा विस्तार होतो, तेव्हा रेणूंमधील अंतर वाढते आणि त्याच वेळी, त्यांच्या गतिज उर्जेमुळे रेणूंमधील परस्परसंवादाच्या शक्तींविरूद्ध "अंतर्गत" कार्य केले जाते.परिणामी, तापमान कमी होते. ही शीतकरण पद्धत वायूंच्या द्रवीकरणामध्ये देखील वापरली जाते.

जेव्हा गॅसचे तापमान गंभीर तापमानापेक्षा कमी होते तेव्हा ते द्रव स्थितीत बदलते. लिक्विफाइड गॅस काढून टाकला जातो आणि स्पेशलमध्ये साठवला जातो देवर चंबूदुहेरी भिंतींसह, ज्यामध्ये थर्मल चालकता कमी करण्यासाठी उच्च व्हॅक्यूम आहे (चित्र 8.11). रेडिएशनद्वारे द्रव गरम करणे कमी करण्यासाठी, भिंती देवर पात्रपारा मिश्रणाने झाकलेले (आरशासारखे). (लिक्विफाइड गॅसचा कंटेनर घट्ट का बंद करू नये याचा विचार करा.)

हवेचे द्रवीकरण त्याचे घटक वायू वेगळे करण्यासाठी मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते. जेव्हा द्रव हवा उकळते तेव्हा सर्वात कमी उकळत्या बिंदूसह वायू प्रथम त्यातून बाष्पीभवन होतात (तक्ता 8.4). नायट्रोजन ऑक्सिजनच्या आधी उकळते, म्हणून काही काळानंतर देवरजवळजवळ शुद्ध द्रव ऑक्सिजन राहते. याचा वापर धातू शास्त्रात, ब्लास्टिंगसाठी, रॉकेटमध्ये इंधन जाळण्यासाठी इ.

हवेमध्ये आर्गॉन, हेलियम आणि इतर अक्रिय वायू कमी प्रमाणात असतात. त्यांचे उकळण्याचे बिंदू वेगळे असल्याने, एका विशेष उपकरणाच्या मदतीने - ऊर्धपातन स्तंभ- ते द्रव हवेपासून वेगळे केले जाऊ शकतात.

खोल थंड होण्यासाठी उद्योग आणि संशोधनात द्रव वायूंचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो विविध पदार्थ. कमी तापमानात पदार्थाचे अनेक गुणधर्म मोठ्या प्रमाणात बदलतात, उदाहरणार्थ, शिसे लवचिक बनते आणि रबर ठिसूळ बनते. अत्यंत कमी तापमान मिळविण्यासाठी, द्रव हायड्रोजन किंवा हेलियम वापरला जातो, कमी दाबाने उकळते.नंतरच्या प्रकरणात, सुमारे 1 के तापमान राखणे शक्य आहे. अत्यंत कमी तापमानात पदार्थाच्या गुणधर्मांचा अभ्यास केल्याने हा शोध लागला. अतिवाहकता.

सूचना

द्रवरूप नैसर्गिक दिसते गॅस(LNG) एक रंगहीन आणि गंधहीन द्रव आहे, 75-90% बनलेला आहे आणि त्यात खूप महत्वाचे गुणधर्म आहेत: द्रव स्थितीत, ते ज्वलनशील नाही किंवा ते आक्रमक नाही, जे वाहतुकीदरम्यान अत्यंत महत्वाचे आहे. एलएनजी द्रवीकरण प्रक्रियेमध्ये एक वर्ण असतो, जिथे प्रत्येक नवीन टप्प्याचा अर्थ 5-12 वेळा कॉम्प्रेशन होतो, त्यानंतर थंड होणे आणि पुढील टप्प्यावर जाणे. कॉम्प्रेशनचा शेवटचा टप्पा पूर्ण झाल्यावर एलएनजी द्रव बनते.

जर गॅस खूप लांब अंतरावर वाहून नेणे आवश्यक असेल तर विशेष जहाजे - गॅस वाहक वापरणे अधिक फायदेशीर आहे. गॅसच्या ठिकाणापासून समुद्रकिनाऱ्यावरील जवळच्या योग्य ठिकाणी पाइपलाइन टाकली जात आहे आणि किनाऱ्यावर टर्मिनल बांधले जात आहे. तेथे, वायू अत्यंत संकुचित आणि थंड केला जातो, तो द्रव अवस्थेत बदलतो आणि टँकरच्या समतापीय टाक्यांमध्ये (-150 डिग्री सेल्सियस तापमानात) पंप केला जातो.

पाइपलाइन वाहतुकीच्या तुलनेत या वाहतुकीच्या पद्धतीचे अनेक फायदे आहेत. प्रथम, यापैकी एक फ्लाइटमध्ये मोठ्या प्रमाणात वायू वाहून नेऊ शकतो, कारण द्रव अवस्थेत पदार्थाची घनता खूप जास्त असते. दुसरे म्हणजे, मुख्य खर्च वाहतुकीसाठी नाही, परंतु उत्पादन लोड आणि अनलोड करण्यासाठी आहेत. तिसरे म्हणजे, संकुचित वायूपेक्षा द्रवरूप वायूचे संचयन आणि वाहतूक करणे अधिक सुरक्षित आहे. पाइपलाइन पुरवठ्याच्या तुलनेत द्रवरूपात वाहतूक होणाऱ्या नैसर्गिक वायूचा वाटा सातत्याने वाढेल यात शंका नाही.

द्रवरूप नैसर्गिक गॅसमानवी क्रियाकलापांच्या विविध क्षेत्रांमध्ये मागणी आहे - उद्योगात, रस्ते वाहतूक, औषधात, मध्ये शेती, विज्ञान, इ. लिक्विफाइड गॅसत्यांचा वापर आणि वाहतुकीच्या सोयी, तसेच पर्यावरण मित्रत्व आणि कमी किमतीमुळे आम्ही जिंकलो.

सूचना

हायड्रोकार्बन द्रवीकरण करण्यापूर्वी गॅसआणि ते प्रथम स्वच्छ केले पाहिजे आणि पाण्याची वाफ काढून टाकली पाहिजे. कार्बनिक गॅसतीन-चरण आण्विक फिल्टर प्रणाली वापरून काढले. अशा प्रकारे शुद्ध केले गॅसथोड्या प्रमाणात ते पुनरुत्पादन म्हणून वापरले जाते. वसूल करण्यायोग्य गॅसजनरेटरमध्ये वीज निर्माण करण्यासाठी एकतर जळते किंवा वापरले जाते.

3 आण्विक फिल्टरच्या मदतीने कोरडे होते. एक फिल्टर पाण्याची वाफ शोषून घेतो. आणखी एक dries गॅस, जे पुढे जाते आणि तिसऱ्या फिल्टरमधून जाते. तापमान कमी करण्यासाठी गॅसवॉटर कूलरमधून गेला.

नायट्रोजन पद्धतीमध्ये द्रवरूप हायड्रोकार्बनचे उत्पादन समाविष्ट असते गॅसआणि कोणत्याही पासून गॅसनवीन स्रोत. या पद्धतीच्या फायद्यांमध्ये तंत्रज्ञानाची साधेपणा, सुरक्षिततेची पातळी, लवचिकता, सहजता आणि ऑपरेशनची कमी किंमत समाविष्ट आहे. या पद्धतीच्या मर्यादा म्हणजे उर्जा स्त्रोताची गरज आणि उच्च भांडवली खर्च.

लिक्विफाइडच्या उत्पादनासाठी मिश्र पद्धतीसह गॅसआणि नायट्रोजनचे मिश्रण आणि रेफ्रिजरंट म्हणून वापरले जाते. प्राप्त गॅसकोणत्याही स्त्रोताकडून देखील. या पद्धतीमध्ये लवचिक उत्पादन चक्र आणि कमी परिवर्तनीय उत्पादन खर्च आहे. नायट्रोजन द्रवीकरण प्रक्रियेच्या तुलनेत, भांडवली खर्च येथे अधिक लक्षणीय आहेत. विजेचा स्त्रोत देखील आवश्यक आहे.

स्रोत:

  • गॅस द्रवीकरण म्हणजे काय?
  • द्रवीभूत वायू: पावती, साठवण आणि वाहतूक
  • काय द्रवीभूत वायू

पृथ्वीच्या आतड्यांमधून नैसर्गिक वायू काढला जातो. या खनिजामध्ये वायूयुक्त हायड्रोकार्बन्सचे मिश्रण असते, जे सेंद्रिय पदार्थांच्या विघटनामुळे तयार होते. गाळाचे खडकपृथ्वीचा कवच.

नैसर्गिक वायूमध्ये कोणते घटक असतात

80-98% नैसर्गिक वायूमध्ये (CH4) असते. नक्की भौतिक-रासायनिक गुणधर्ममिथेन नैसर्गिक वायूची वैशिष्ट्ये ठरवते. मिथेनसह, नैसर्गिक वायूमध्ये समान संरचनात्मक प्रकारची संयुगे असतात - इथेन (C2H6), प्रोपेन (C3H8) आणि ब्यूटेन (C4H10). काही प्रकरणांमध्ये, थोड्या प्रमाणात, 0.5 ते 1% पर्यंत, नैसर्गिक वायूमध्ये हे समाविष्ट आहे: (С5Н12), (С6Н14), हेप्टेन (С7Н16), (С8Н18) आणि नॉनेन (С9Н20).

नैसर्गिक वायूमध्ये हायड्रोजन सल्फाइड (H2S), कार्बन डायऑक्साइड (CO2), नायट्रोजन (N2), हेलियम (He), पाण्याची वाफ यांचाही समावेश होतो. नैसर्गिक वायूची रचना ज्या शेतात तयार केली जाते त्या फील्डच्या वैशिष्ट्यांवर अवलंबून असते. शुद्ध वायू क्षेत्रात निर्माण होणाऱ्या नैसर्गिक वायूमध्ये प्रामुख्याने मिथेनचा समावेश होतो.

नैसर्गिक वायू घटकांची वैशिष्ट्ये

सर्व रासायनिक संयुगे, जे नैसर्गिक वायूचा भाग आहेत, विविध उद्योगांमध्ये आणि दैनंदिन जीवनात उपयुक्त असलेले अनेक गुणधर्म आहेत.

मिथेन हा रंगहीन, गंधहीन, ज्वलनशील वायू आहे जो हवेपेक्षा हलका आहे. त्याचा वापर उद्योग आणि दैनंदिन जीवनात इंधन म्हणून केला जातो. इथेन हा रंगहीन, गंधहीन, ज्वलनशील वायू आहे जो हवेपेक्षा किंचित जड आहे. मुळात इथिलीनपासून मिळते. प्रोपेन हा एक विषारी, रंगहीन आणि गंधहीन वायू आहे. गुणधर्मांमध्ये बुटेन त्याच्या जवळ आहे. प्रोपेन वापरले जाते, उदाहरणार्थ, साठी वेल्डिंग काम, स्क्रॅप धातूच्या प्रक्रियेत. लिक्विफाइड आणि ब्युटेन फिल लाइटर्स आणि गॅस सिलेंडर. ब्युटेनचा वापर रेफ्रिजरेशनमध्ये केला जातो.

Pentane, hexane, heptane, octane आणि nonane -. मोटार इंधनांमध्ये पेंटेनचे अल्प प्रमाण आढळते. हेक्सेनचा वापर काढण्यासाठी देखील केला जातो वनस्पती तेले. हेप्टेन, हेक्सेन, ऑक्टेन आणि नॉनेन हे चांगले सेंद्रिय सॉल्व्हेंट्स आहेत.

हायड्रोजन सल्फाइड हा एक विषारी रंगहीन जड वायू, कुजलेली अंडी आहे. हा वायू, अगदी लहान प्रमाणात, घाणेंद्रियाच्या मज्जातंतूचा पक्षाघात होतो. परंतु हायड्रोजन सल्फाइडमध्ये चांगले अँटीसेप्टिक गुणधर्म असल्यामुळे, ते हायड्रोजन सल्फाइड बाथसाठी औषधांमध्ये लहान डोसमध्ये वापरले जाते.

कार्बन डाय ऑक्साईड हा आंबट चव असलेला, ज्वलनशील, रंगहीन, गंधहीन वायू आहे. कार्बन डाय ऑक्साईडचा वापर अन्न उद्योगात केला जातो: कार्बोनेटेड ड्रिंक्सच्या उत्पादनात ते कार्बन डाय ऑक्साईडसह संतृप्त करण्यासाठी, अन्न गोठवण्यासाठी, वाहतूक दरम्यान माल थंड करण्यासाठी इ.

नायट्रोजन हा निरुपद्रवी रंगहीन वायू, गंधहीन आणि चवहीन आहे. उत्पादनात ते लागू करा खनिज खते, औषधात वापरले जाते, इ.

हेलियम हा सर्वात हलका वायू आहे. हे रंगहीन आणि गंधहीन, ज्वलनशील, गैर-विषारी आहे. हेलियम विविध उद्योगांमध्ये वापरले जाते - अणुभट्ट्या थंड करण्यासाठी, स्ट्रॅटोस्फेरिक फुगे भरण्यासाठी.

गॅसचे द्रवीकरण- गंभीर खाली थंड करून उत्पादित. तापमान टी ते(सेमी. गंभीर मुद्दा.पासून. गंभीर सह सभोवतालच्या तापमानापेक्षा जास्त तापमान (C1 2, NH 3, CO 2, इ.) कंप्रेसरमध्ये संकुचित करून आणि नंतर पाणी किंवा रेफ्रिजरंट ब्राइनद्वारे थंड केलेल्या हीट एक्सचेंजर्समध्ये संक्षेपण करून तयार केले जाते. या वर्षासाठी गंभीर सह. सभोवतालच्या तापमानापेक्षा कमी तापमान, ते योग्य रेफ्रिजरेशन (क्रायोजेनिक) चक्र वापरून पूर्व-थंड केले जातात.

या वर्षाचे आदर्श चक्र अंजीर मध्ये दर्शविले आहे. एक: 1 - 2 - आयसोबॅरिक तापमानापासून गॅस शीतकरण टी ०तापमानापर्यंत. टी २संक्षेपणाची सुरुवात T2खाली टी के), isotherm 2-0 - गॅस संक्षेपण; 1-3 - समतापीय गॅस कॉम्प्रेशन, 3-0 - adiabatic त्याचा विस्तार. अंतर्गत क्षेत्र 1 -2 -0 या वर्षात काढलेल्या उष्णतेशी संबंधित आहे, आतील क्षेत्र 1 - 2 - 0- 3 - मि. काम एक मि S. g.: जेथे S G, S W - एन्ट्रॉपी, एन जी, एन एफअनुक्रमे वायू आणि द्रव यांचे एन्थाल्पी आहेत.

तांदूळ. 1. आदर्श वायू द्रवीकरण चक्राचा टी - एस-आकृती (पी - दाब, एच - एन्थाल्पी).

आदर्श SG सायकलसाठी लागणारे दाब शेकडो हजारो atm असतात, त्यामुळे सायकल व्यवहारात व्यवहार्य नाही. या वर्षातील वास्तविक ऊर्जेचा खर्च सामान्यतः एक मिनिटापेक्षा 5-10 पट किंवा त्याहून अधिक असतो.

आधुनिक एस.जी. पद्धती पूर्व-संकुचित वायूच्या कूलिंगवर आधारित आहेत जौल - थॉमसन प्रभाव(म्हणजे, थ्रॉटलिंग करताना - सच्छिद्र विभाजन, नळ, झडपामधून वायू पास करणे), isentropic. बाह्य कमिशनसह गॅसचा विस्तार. विस्तारक मध्ये काम करा आणि जहाजाच्या पोस्टमधून गॅस सोडताना. व्हॉल्यूम (एक्झॉस्ट). थ्रॉटलिंग प्रक्रिया अपरिवर्तनीय आहे; ती कायद्यानुसार एन्ट्रॉपीच्या वाढीसह पुढे जाते: एच= const. H 2, He आणि Ne वगळता सर्व वायूंचे उलथापालथ तापमान (तापमान pa, ज्यावर झुंड ऋणात्मक होते आणि वायू तापू लागतो), वातावरणीय तापमानापेक्षा शेकडो अंशांनी जास्त असते आणि त्यामुळे ते थंड करता येतात. आणि साध्या थ्रॉटलिंगद्वारे द्रवीकृत. H 2 , He आणि Ne चे उलथापालथ तापमान खोलीच्या तापमानापेक्षा खूपच कमी आहे, म्हणून ते पूर्व-थंड केले जातात (H 2 आणि Ne - द्रव नायट्रोजनसह, He - द्रव हायड्रोजनसह).

थर्मोडायनामिकली कमाल. विस्तारकांच्या मदतीने एस.ची पद्धत प्रभावी आहे; प्रोम मध्ये ही पद्धत. स्थापना मूलभूत आहे. पिस्टन विस्तारकांमध्ये, संकुचित वायू पिस्टनला हलवतो आणि थंड करतो, टर्बो विस्तारकांमध्ये तो टर्बाइन फिरवतो. बहुतेक प्रकरणांमध्ये, विस्तारक केल्यानंतर, गॅस अतिरिक्तपणे थ्रॉटलिंगद्वारे थंड केला जातो. विस्तारक मध्ये गॅस विस्तार प्रक्रिया: एस = const

तांदूळ. 2. गॅस लिक्विफिकेशन प्लांटची योजना (a) आणि त्याचे T - S-diagram (b); के - कंप्रेसर, डी - विस्तारक, टी / ओ - हीट एक्सचेंजर्स, डॉ - थ्रॉटल, शनि - संग्रह.

अंजीर वर. 2 S. g. साठी एक विशिष्ट स्थापना आकृती दर्शविते. ( a) आणि टी-एस- तक्ता ( b) थर्मोडायनामिक त्यातील प्रक्रिया. कंप्रेसरमध्ये कॉम्प्रेशन केल्यानंतर ( 1-2 ) आणि प्राथमिक. उष्णता एक्सचेंजरमध्ये थंड करणे ( 2-3 ) संकुचित वायू प्रवाह दोन भागात विभागलेला आहे: प्रवाह एमविस्तारकांना डिस्चार्ज केले जाते, जेथे, विस्तारित केले जाते, ते कार्य करते, ते थंड होते ( 3-7 ) आणि कॉम्प्रेस्ड गॅसचा दुसरा भाग थंड करतो 1 - एम, जे नंतर थ्रोटल आणि द्रवीकृत केले जाते. सैद्धांतिकदृष्ट्या, विस्तारकातील वायूचा विस्तार डीसीवर पुढे जाणे आवश्यक आहे. एन्ट्रॉपी ( 3-6) , तथापि, decomp परिणाम म्हणून. नुकसान खरोखर चालू आहे 3-7 . मोठ्या प्रतिष्ठापनांमध्ये, या वर्षी, अनेक वापरले जातात. विविध तापमान श्रेणींमध्ये कार्यरत विस्तारक. विशेषज्ञ. डिव्हाइस थेट विस्तारक मध्ये द्रवीकृत वायू मिळवणे आणि थ्रॉटल स्टेजसह वितरित करणे शक्य करते. कमी प्रमाणात वायू द्रवीकरण करण्यासाठी, क्रायोजेनिक गॅस मशीन वापरल्या जातात, जे कॉम्प्रेसर, हीट एक्सचेंजर आणि विस्तारक यांचे संयोजन आहेत. अशा मशीन्सच्या मदतीने, 10 के पर्यंतचे तापमान प्राप्त केले जाते, म्हणजे हेलियम वगळता सर्व वायू द्रवीकरण करण्यासाठी पुरेसे कमी (लिक्विफ हेलियमला ​​अतिरिक्त थ्रॉटल स्टेज जोडलेले आहे). लहान व्हॉल्यूममध्ये, कमी (परिणामीपेक्षा) उकळत्या बिंदूसह बाष्पीभवन द्रव थंड करून S.g. तयार केले जाऊ शकते. तर, द्रव नायट्रोजनच्या मदतीने ऑक्सिजन, आर्गॉन, मिथेन आणि इतर वायूंचे द्रवीकरण करणे शक्य आहे, द्रव हायड्रोजन - निऑनच्या मदतीने. अशी प्रक्रिया उत्साहीपणे प्रतिकूल आहे आणि ती केवळ प्रयोगशाळेत वापरली जाते. परिस्थिती.

उघड द्रवरूप वायूअशुद्धतेपासून स्वच्छ करणे आवश्यक आहे, ज्याचा अतिशीत बिंदू दिलेल्या वायूच्या द्रवीकरण चक्रापेक्षा जास्त आहे आणि जेव्हा ते घनतेने उष्मा विनिमय उपकरणे बंद करू शकतात. वायूंचे द्रवीकरण (N, O 2 , H 2 , नैसर्गिक वायू इ.) हा एक मोठा रासायनिक उद्योग आहे. prom

लिट.:क्रायोजेनिक्सच्या भौतिक आणि तांत्रिक पायावर हँडबुक, एड. एम. पी. माल्कोवा, तिसरी आवृत्ती, एम., 1985; फ्रॅडकोव्ह ए.बी., क्रायोजेनिक्स काय आहे, एम., 1991. ए.बी. फ्रॅडकोव्ह.