Огненный воздух

ОБ ИНТЕРЕСНЫХ, НО МАЛО ПОЛЕЗНЫХ ПРОЕКТАХ

Мы уже научились хранить жидкий воздух в специальных сосудах. Однако эти сосуды всегда открыты, и пары жидкости свободно улетучиваются в атмосферу. Тепло, приходящее из окружающего пространства, затрачивается на испарение жидкости. Таким образом, температура жидкого воздуха, до его полного испарения, остается примерно постоянной, около — 190 градусов.

Что же получится, если налить жидкий воздух в сосуд и закупорить его плотно завинчивающейся пробкой? Жидкость будет испаряться, и давление в сосуде возрастет. Одновременно в сосуде будет накапливаться запас теплоты, и температура жидкого воздуха начнет повышаться. Наконец, она достигает — 140 градусов ниже нуля. При такой температуре воздух уже не может находиться в жидком виде. Это — критическая температура воздуха, при которой вся жидкость превратится в газ. А когда температура сосуда сравняется с температурой наружного воздуха, давление в нем возрастет до 800 атмосфер! И это понятно. Плотность жидкого воздуха примерно в 800 раз больше плотности газообразного воздуха при обычной температуре. Таким образом, наш сосуд, если он до этого времени еще не разорвался на куски, превратится в опасный снаряд, в котором не осталось ни одной капли жидкого воздуха.

Несколько десятилетий назад были попытки применять жидкий воздух для зарядки металлических патронов. Патроны взрывались в тот момент, когда давление в них достигало определенной величины. Применялись они при горных разработках. Однако вследствие неудобств в обращении с такими патронами и сравнительно небольшой разрушительной силы они не получили распространения.

Огромные давления, возникающие при испарении жидкого воздуха в закрытом сосуде, привели изобретателей к мысли о создании специальных двигателей, работающих на жидком воздухе. Такие двигатели в свое время были построены. В 1900 году, например, на Парижской выставке демонстрировался экипаж, приводимый в движение жидким воздухом. Однако подобные экипажи не получили практического распространения. Причины этого установить нетрудно. Для того чтобы даже в течение короткого промежутка времени получить мощность в 1 лошадиную силу, надо испарить по крайней мере 5 килограммов воздуха. Ясно, что использование жидкого воздуха в качестве двигательной силы крайне невыгодно. Затраты энергии на его получение ни в какой мере не окупятся.

Интересен и другой проект, связанный с использованием жидкого воздуха. При низких температурах электрическое сопротивление чистых металлов сильно уменьшается. Это легко подтвердить на простом опыте.

Составим электрическую цепь (рис. 7) из аккумулятора, лампочки накаливания и катушки медной проволоки с таким сопротивлением, чтобы при замыкании цепи лампочка едва накалялась.

^{Рис. 7. Электрическое сопротивление проводника, охлажденного до температуры жидкого воздуха, резко понижается. Включенная в цепь лампочка вспыхивает ярким светом.}

Если погрузить теперь катушку в жидкий воздух, сопротивление медной проволоки резко уменьшится, и лампочка вспыхнет ярким светом.

Это интересное явление в свое время тоже пытались использовать. Существовал проект, по которому медные электрические провода должны были заключаться в кожух, наполненный жидким воздухом. По мысли авторов этого проекта, экономия электроэнергии от уменьшения сопротивления проводов могла быть использована для получения жидкого воздуха и постоянного пополнения его потерь от испарения. Кроме того, уменьшение электрического сопротивления проводов позволило бы значительно сократить их сечение, что, в свою очередь, привело бы к экономии больших количеств меди.

Однако этот проект также относится к числу нереальных. Использование жидкого воздуха для охлаждения электрических проводов не только трудно осуществимо технически, но и весьма неэкономично. Для получения жидкого воздуха потребуется затратить значительно большее количество энергии по сравнению с тем, которое удастся сэкономить за счет уменьшения сопротивления проводов.

Можно назвать немало отраслей народного хозяйства, где жидкий воздух стал необходим. Широко используется он и в различных исследовательских лабораториях. Однако все это не главные потребители жидкого воздуха. Целая отрасль промышленности, занятая ожижением атмосферного воздуха, ставит перед собою другую задачу — получение кислорода. Для этого главным образом и работают многочисленные установки глубокого холода во всех странах мира.