Вблизи абсолютного нуля

Газы, открытые на Солнце

Много различных веществ есть на Земле. Химия знает десятки тысяч различных соединений — сложных веществ, знает тысячи разнообразных реакций, когда вещества соединяются друг с другом, простые становятся сложными, а сложные разлагаются на простые.

Но есть одна небольшая группа особенно упорных веществ. Они не хотят ни с чем соединяться. Живут обособленно. Могут существовать только в чистом виде. Назвали эти газы инертными — безразличными. Они действительно безразличны ко всем веществам на Земле.

Правда, за последние годы ученые сумели заставить некоторые вещества соединяться с инертными газами. Но эти соединения непрочны. Они быстро разваливаются. Инертные газы разыскивали долго.

Это были очень интересные поиски. Один из них — гелий нашли сначала на Солнце. Поэтому и имя ему дали гелий — солнечный. Рассказал историю открытия инертных газов советский ученый Бронштейн. У него и книга написана — «Солнечное вещество». Тем, кто не читал ее, советуем прочесть.

В эту книгу инертные газы попали не случайно. Никаким другим способом, кроме сжижения и ректификации, выделить инертные газы из воздуха нельзя. Ведь и азот, и кислород, и водород можно получать не только ректификацией. Есть много и других способов. Правда, они дороже.

А вот для инертных газов такой возможности нет совсем. И пока ученые не научились сжижать газы, разделить их было невозможно.

Прежде всего давайте познакомимся с ними.

Инертных газов пять: аргон, неон, криптон, ксенон и гелий.

Инертные газы часто встречаются в нашей жизни. Они буквально везде вокруг нас.

Не только потому, что входят в состав воздуха. Посмотрите внимательно. Криптон и ксенон висят прямо над вами, в комнате. Не удивляйтесь и поищите их получше. Не смогли найти? Электрическая лампочка. Что у нее внутри? Раньше из лампочки откачивали воздух, так как тонкий волосок нити в воздухе может сгореть. Но пустотная лампочка не очень выгодна в работе. Как говорят инженеры, у нее небольшой коэффициент полезного действия. И температура нити может быть выше.

Надо наполнить лампу газом. Таким, который был бы безопасен для нити. Сначала употребляли азот. А потом вспомнили об инертных газах. Инертный газ ни с чем не соединяется. И нить в атмосфере инертного газа будет гореть в полной безопасности.

Вот и первое применение — наполнение электрических осветительных ламп.

Неон мы встречаем вечером. В городе зажигаются огни. И рекламы. Именно неон горит во многих рекламных надписях.

Для промышленности важнее всего, пожалуй, аргон. Вернее сказать, что роль аргона могли бы выполнить и другие инертные газы. Но просто аргона в воздухе больше, чем других инертных газов. И добывать его оттуда легче.

Поэтому аргон — весьма важное вещество для промышленности.

Конечно, пользуются его основным драгоценным качеством — нежеланием вступать в реакции, соединяться с различными веществами.

В металлургии часто нужно обрабатывать металлы, сваривать их в таких условиях, чтобы не появлялось никаких примесей. Металлы боятся кислорода, следовательно и воздуха: моментально возникнут окислы. Но и азот, который, вообще говоря, не очень склонен к реакциям, тоже может повредить. А вот аргону можно доверять полностью! Цветные металлы, например, очень часто обрабатывают в аргоне. Безопасно и удобно. Можно, конечно, откачать воздух, работать в вакууме, но в аргоновой среде все происходит гораздо удобнее.

Есть один очень важный металл, который буквально не может жить без аргона. Титан — замечательное вещество, его сплавы не боятся высоких температур, они очень твердые, крепкие. И главное, титановые сплавы могут работать при больших температурах. Вы, конечно, догадались, где материалам приходится жарко — в соплах ракетных двигателей. Далеко не всякие вещества могут выдержать такую страшную жару. А ведь «чем дальше в лес, тем больше дров». Появляются ракеты еще мощнее, скоро они понесут отважных путешественников к далеким планетам. Им нужны еще более жароустойчивые сплавы.

Чистый титан получают и потом обрабатывают только с помощью аргона. Иначе титан будет грязным, с разными примесями. А это уже никак не годится! Значит, аргон, который получается на установках сверххолода, служит для обработки материала, предназначенного для высоких температур.

Вот как бывает в технике!

Сейчас встречаются и не такие чудеса. Вот, например, термическая обработка. Термическая — значит тепловая. А между тем за последнее время инженеры разработали новый метод. Обработка по-прежнему называется термической, а производят ее с помощью… жидкого азота. Металл после ванны из жидкого азота закаляется так же, как будто побывал в жерле огнедышащей печи.

Высокие температуры и низкие переплетаются в технике сплошь да рядом.

Сталь на сталеплавильных заводах теперь стали чистить аргоном. Ведь к жидкой стали часто примешиваются пузырьки газов. Газы реагируют со сталью, появляются примеси. Как от них избавиться?

Продуть сталь аргоном!

Аргон быстро вытеснит все газы, которые «окопались» внутри стали, и займет их место. Но ведь для металла аргон безвреден. Он не способен окислить металл, дать какие-то примеси. Поэтому с ним можно мириться.

Таков аргон — подсобный материал металлургии. Металлурги мечтают создать целые цеха, где атмосфера была бы аргоновой. Вместо воздуха — аргон. А людям можно дать специальные кислородные баллоны.

Или еще лучше — создать безлюдные цехи. Пусть все делают автоматы. Автоматам аргон не страшен. Даже полезен. Есть такая мрачная болезнь металлов — коррозия. У железа она называется ржавчиной.

Если кругом один аргон, никакой коррозии не будет и в помине. Ведь при коррозии металл соединяется с газами воздуха. А с аргоном никому еще не удалось соединиться.

Но наиболее интересный из инертных газов, без сомнения, гелий. Ведь из него можно получить самую холодную жидкость. «Живет» жидкий гелий в самой непосредственной близости от абсолютного нуля. Как раз там, где разыгрываются весьма странные события, там, где привычный нам мир меняется до неузнаваемости.

И во всех случаях, когда надо исследовать или использовать самые низкие температуры, на «сцене» появляется гелий.

Мы пока что находимся на уровне минус 180 — минус 190 градусов Цельсия. До жидкого гелия еще добрых шестьдесят градусов с лишком. Но мы их скоро пройдем. И тогда начнутся настоящие чудеса.

Но мы, по-моему, что-то очень много времени тратим на довольно скучные описания. Только издали посмотрели, как получают жидкий кислород. Поближе с ним не познакомились. А надо бы.

Вот, скажем, куда отправилась эта цистерна с жидким кислородом?

Очень интересно проследить. Тем более, что известно заранее — будут взрывы!