초전도성 6, 급격한 팽창에 의한 냉각 원리

가스를 액화하는 데 사용할 수 있는 두 가지 방법이 있었고 영구 가스를 액화하려는 탐구가 거의 끝난 것처럼 보였고 Cailletet은 질소와 일산화탄소를 액화하여 탐구를 계속했습니다. Cailletet 장치의 많은 사본이 파리에서 제조되었습니다(Cailletet은 그의 모든 실험 세부 사항에 대해 매우 개방적이었고 그의 결과가 반복되고 확장되는 것을 놀랍도록 열망했기 때문입니다). 한 세트는 크라쿠프에 있는 Jagiellonian University의 물리학과 교수직을 맡고 있던 Zygmunt Florenty Wro´blewski라는 폴란드 과학자가 구입했습니다. 그곳에서 Wro´blewski는 화학과의 동료인 Karol Olszewski와 초기에 유익한 파트너십을 시작했으며 Cailletet의 장비를 약간 수정하여 단순히 미세한 산소 액적 미스트를 생성하는 것 이상을 수행할 수 있었습니다. 1883년, 그들은 시험관에서 조용히 끓어오르는 액체 산소를 생산했습니다 ! 2주 후 그들은 액체 질소로 트릭을 반복했고 Krako’w는 즉시 세계 최고의 저온 물리학 중심지가 되었습니다. 불행하게도 Wro’blewski와 Olszewski는 심각한 결별을 했고 그들의 직업적 관계는 6개월 후에 헤어졌습니다. 그 후 그들은 수소 액화를 시도하는 것과 똑같은 프로젝트를 수행했음에도 불구하고 각자의 부서에서 독립적으로 일했습니다. 1888년에 브로블레프스키는 어느 날 밤 늦게 자신의 실험실에서 일하다가 책상 위의 등유 램프를 뒤집어 엎어 심하게 화상을 입었고 얼마 지나지 않아 사망했습니다. Olszewski는 개선된 Pictet 스타일 장치를 개발하면서 저온 문제에 대해 계속 연구했습니다.
급격한 팽창에 의한 냉각 원리는 훨씬 더 일찍인 1852년 James Prescott Joule이 나중에 Lord Kelvin으로 알려지게 된 Belfast 태생의 수학 물리학자 William Thomson과 함께 확립했습니다. 그 효과는 Joule-Thomson 효과로 알려져 있거나 Thomson의 후기 표고를 반영하여 Joule-Kelvin 효과로 알려져 있습니다. 가스가 팽창함에 따라 분자 사이의 평균 거리가 증가하고 이것이 약한 분자간 인력의 효과를 변경하기 때문에 작동합니다. 주울-톰슨 효과는 가스가 이미 낮은 온도에 있는 경우에만 냉각으로 이어지지만 이러한 합병증에도 불구하고 이 효과는 가스를 액화하는 데 매우 중요합니다.
기체를 팽창시키는 한 가지 방법은 고압 기체가 미세한 노즐에서 분출되거나 압력이 낮은 영역으로 수축되도록 하는 것입니다. 이렇게 하면 가스가 냉각되어 액화될 수 있으며 남아 있는 차가운 가스는 재압축되어 회로 주위를 돌고 고압 용기로 다시 들어갈 수 있습니다. 이러한 방식으로 정상 흐름 공정이 생성될 수 있고 가스 액화 장치가 구성될 수 있습니다. 가스 액화 장치는 자체적으로 잘 흡수되어 극도로 차가운 액체의 귀중한 방울을 꾸준히 생성합니다. 이 위업은 1870년대 초 뮌헨에 엔지니어링 실험실을 설립한 Carl Paul Gottfried von Linde에 의해 완성되었습니다(디젤 엔진의 발명가인 Rudolf Diesel은 학생 중 한 명이었습니다). 냉동에 대한 그의 연구는 Linde 가스 액화 장치의 개발로 이어졌고 그의 최초의 상업용 냉동 시스템은 1873년에 특허를 받고 설치되었습니다. 그는 1879년에 현재 Linde 그룹인 ‘Linde’s Ice Machine Company’를 설립했으며 연간 매출이 100억 유로가 훨씬 넘는 세계 최대의 산업용 가스 회사입니다.

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