Các nhà khoa học làm thế nào để có thể biến thể
khí thành thể lỏng?
Thông thường, dưới 0
0
C được coi là nhiệt độ thấp. Nhưng vào năm 1971,
theo kiến nghị của Hội nghị Quốc tế về Chế độ lạnh, nhiệt độ thấp có thể
chia ra thành 3 khu vực như sau: Nhiệt độ phổ thông (273 - 120K trở
xuống); nhiệt độ thấp (120 - 0,3K); nhiệt độ cực thấp (siêu thấp) (0,3K trở
xuống). Trong các công trình kỹ thuật làm lạnh phổ thông được gọi là kĩ
thuật chế lạnh, còn kĩ thuật để đạt đến nhiệt độ thấp và nhiệt độ siêu thấp
được gọi được gọi là kỹ thuật nhiệt độ thấp.
Tập trung vào hướng thứ nhất của nhiệt độ thấp chính là nhà vật lí học,
nhà hóa học Faraday (1791 - 1867). Ông đã lợi dụng chất lỏng đã được hóa
lỏng để đạt được nhiệt độ thấp. Vật chất phổ thông thường có 3 trạng thái:
Trạng thái khí, trạng thái lỏng và trạng thái rắn. Vật lí gọi đó là tam tương.
Sự thay đổi của trạng thái vật chất được gọi là sự chuyển biến của các
tương, gọi tắt là tương biến. Khi nhiệt độ giảm dần xuống, thể khí từ trạng
thái khí chuyển sang trạng thái lỏng, tiếp theo lại biến thành trạng thái rắn.
Ví dụ, khi thể khí gặp lạnh biến thành sương rồi hóa lỏng thành nước, còn
nước khi ở nhiệt độ thấp lại đóng băng thành đá. Cũng như vậy khí clo, ôxy
hay carbonic đều có thể được hóa lỏng. Khí hoá lỏng điều chế được ở nhiệt
độ thấp chính là nhờ nguyên lí chế độ lạnh tương biến trong vật lí học cơ
bản. Khi cho clo ở dạng tinh thể vào nước đặt ở một đầu ống và dùng lửa
đun nóng, hợp chất nước với clo bị phân giải, giải phóng ra khí clo và tạo
ra áp suất cao. Một đầu ống được nhúng vào trong chất làm lạnh, khí clo ở
p suất cao gặp nhiệt độ thấp sẽ ngưng kết tạochất lỏng. Lựa chọn cách làm
tương tự với khí carbonic, nó sẽ hóa lạnh ở nhiệt độ âm 78
0
C. Faraday và
các nhà khoa học khác hy vọng có thể hóa lỏng được tất cả các loại khí,
nhưng do tri thức thời kì đó còn hạn chế, họ phát hiện ra rằng các thể khí
như khí hyđro, oxy, nitơ, oxitcacbon và khí metan là những loại khí không
