किसी भी गैस का द्रव में परिवर्तन - गैस का द्रवीकरण - केवल महत्वपूर्ण तापमान से नीचे के तापमान पर ही संभव है (देखें 62)। गैसों को द्रवीभूत करने के शुरुआती प्रयासों में, यह पता चला कि कुछ गैसें (C1 2, CO 2, NH 3) आसानी से द्रवीभूत हो गई थीं। इज़ोटेर्मल संपीड़न, ए पूरी लाइनगैसों (O 2, N2, hz, He) द्रवीकरण के आगे नहीं झुकीं। एक जैसा असफल प्रयासडी। आई। मेंडेलीव ने समझाया, जिन्होंने दिखाया कि इन गैसों का द्रवीकरण महत्वपूर्ण तापमान से अधिक तापमान पर किया गया था, और इसलिए पहले से ही विफलता के लिए बर्बाद हो गया था। इसके बाद, तरल ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और हाइड्रोजन प्राप्त करना संभव था (उनके महत्वपूर्ण तापमान क्रमशः 154.4, 126.1 और 33 के हैं), और 1908 में डच भौतिक विज्ञानी जी। कामरलिंग-ओन्स (1853-1926) ने हीलियम का द्रवीकरण हासिल किया, जिसमें सबसे कम क्रांतिक तापमान (5.3 K) होता है।

गैसों के द्रवीकरण के लिए, दो औद्योगिक विधियों का अधिक बार उपयोग किया जाता है, जो या तो जूल-थॉमसन प्रभाव पर आधारित होती हैं या काम करते समय गैस को ठंडा करती हैं।

जूल-थॉमसन प्रभाव, लिंडे मशीन * का उपयोग करने वाले प्रतिष्ठानों में से एक का आरेख अंजीर में दिखाया गया है। 95. कंप्रेसर (K) में हवा को दसियों मेगापास्कल के दबाव में संपीड़ित किया जाता है और रेफ्रिजरेटर (X) में उलटा तापमान से नीचे के तापमान पर ठंडा किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप, गैस के और विस्तार के साथ, सकारात्म असरजूल - थॉमसन (इसके विस्तार के दौरान गैस का ठंडा होना)। फिर संपीड़ित हवा हीट एक्सचेंजर (टीओ) की आंतरिक ट्यूब से गुजरती है और थ्रॉटल (डॉ) से गुजरती है, जबकि यह बहुत फैलती है और ठंडी होती है। विस्तारित हवा को फिर से हीट एक्सचेंजर की बाहरी ट्यूब के माध्यम से चूसा जाता है, आंतरिक ट्यूब के माध्यम से बहने वाली संपीड़ित हवा के दूसरे भाग को ठंडा करता है। चूंकि हवा के प्रत्येक बाद के हिस्से को पहले से ठंडा किया जाता है और फिर थ्रॉटल से गुजारा जाता है, तापमान अधिक से अधिक गिर जाता है। 6-8 घंटे के चक्र के परिणामस्वरूप, हवा का हिस्सा (> 5%), महत्वपूर्ण तापमान से नीचे के तापमान पर ठंडा हो जाता है, द्रवीभूत हो जाता है और देवर पोत (डीएस) (§ 49 देखें) में प्रवेश करता है, और बाकी का यह हीट एक्सचेंजर में वापस आ जाता है।

गैसों को द्रवित करने की दूसरी विधि कार्य करते समय गैस को ठंडा करने पर आधारित है। संपीडित गैस, पिस्टन मशीन (विस्तारक) में प्रवेश करके फैलती है और पिस्टन को हिलाने का कार्य करती है। चूंकि काम द्वारा किया जाता है आंतरिक ऊर्जागैस, इसका तापमान कम हो जाता है।

शिक्षाविद पी.एल. कपित्सा ने एक विस्तारक के बजाय एक टर्बो-विस्तारक का उपयोग करने का सुझाव दिया, जिसमें टरबाइन को घुमाने का काम करते हुए, केवल 500-600 kPa तक संपीड़ित गैस को ठंडा किया जाता है। कपित्सा द्वारा हीलियम को द्रवीभूत करने के लिए इस विधि को सफलतापूर्वक लागू किया गया था, जिसे तरल नाइट्रोजन के साथ पूर्व-ठंडा किया गया था। आधुनिक शक्तिशाली प्रशीतन इकाइयां टर्बोएक्सपैंडर के सिद्धांत पर काम करती हैं।

प्रकाशित: 31.12.2016 11:34

गैस पदार्थ की तीन मानक अवस्थाओं में से एक है। संपत्ति जो गैस राज्य में किसी भी पदार्थ की विशेषता है, वह समय के साथ पूरे उपलब्ध मात्रा में समान रूप से फैलते हुए, गैस को आवंटित स्थान की पूरी मात्रा पर कब्जा करने की क्षमता है। तरलीकृत प्राकृतिक गैस- यह एक ही संरचना वाला पदार्थ है (प्राकृतिक गैस के मामले में, हम मीथेन - सीएच 4) के बारे में बात कर रहे हैं, लेकिन एक अलग में एकत्रीकरण की स्थिति. हमारे पास गैस के बजाय तरल है। तो, मीथेन, प्रोपेन और अन्य गैसों के द्रवीकरण की प्रक्रिया कैसे होती है?

तरलीकृत गैस दो तरह से प्राप्त की जा सकती है:

• किसी भी गैस का द्रवीकरण उसके तापमान को क्वथनांक से कम करने पर होता है;
• कुछ गैसों के द्रवीकरण की प्रक्रिया को सस्ते तरीकों से - दबाव बढ़ाकर किया जा सकता है।

कालानुक्रमिक रूप से, तरल अवस्था में पहली गैसें प्राप्त की गईं, जैसे कार्बन डाइऑक्साइड, सल्फर डाइऑक्साइड, अमोनिया। इन गैसों के द्रवीकरण की प्रक्रिया दबाव और सामान्य में वृद्धि के साथ हुई कमरे का तापमान. जिन गैसों को आगे तरलीकृत किया गया था - प्रोपेन, ब्यूटेन, ईथेन और अन्य - भी बढ़ते दबाव के साथ द्रवीकरण की प्रक्रिया से गुजरती हैं। हालांकि, बाद में यह पता चला कि कंप्रेसर विधि के साथ गैस का द्रवीकरण सभी गैसों के लिए काम नहीं करता है - दबाव बढ़ने पर प्राकृतिक गैस तरलीकृत मीथेन में नहीं बदल जाती है।

इसके अलावा, यह पाया गया कि गैसों के सभी ज्ञात समूहों के लिए एक तरल अवस्था में गैस प्राप्त करना संभव है, हालांकि, एक निश्चित गैस को द्रवीभूत करने की प्रक्रिया काम नहीं करेगी यदि इस गैस को महत्वपूर्ण तापमान से नीचे के स्तर तक ठंडा नहीं किया जाता है। . यदि क्वथनांक वह तापमान है जिस पर कोई पदार्थ पूरी तरह से गैस अवस्था से तरल अवस्था में जाता है, तो महत्वपूर्ण तापमान वह स्तर होता है जिस पर एक निश्चित दबाव तक पहुँचने पर गैस अवस्था से संक्रमण संभव होता है। यह तरलीकृत प्राकृतिक गैस प्राप्त करने की प्रक्रिया है - -82.5 डिग्री सेल्सियस (मीथेन के क्वथनांक पर -161.5 डिग्री सेल्सियस पर) के महत्वपूर्ण तापमान पर ठंडा करना और गैस का दबाव बढ़ाना।

गैस द्रवीकरण इसके भंडारण और परिवहन की समस्या को हल करने में मदद करता है (तरल भंडारण गैस भंडारण की तुलना में अधिक सुविधाजनक है, और पूरी तरह से सील कमरे की आवश्यकता नहीं है) - एक तरल अवस्था में प्राकृतिक गैस की मात्रा उस स्थान से 600 गुना कम है जो कब्जा करती है सामान्य रूप में समान मात्रा में गैस। तरलीकृत गैस का उत्पादन 20वीं शताब्दी की शुरुआत में होता है, जब दबाव बढ़ाने वाली तकनीक का पहली बार इसके सुविधाजनक परिवहन के लिए उपयोग किया गया था। हालांकि, तेल उद्योग से आने वाली पाइपलाइन डिलीवरी तकनीक के उपयोग से ऐसी गैस के उपयोग का विकास बाधित हुआ था।

तरलीकृत मीथेन और प्रोपेन।

कमरे के तापमान पर दबाव बढ़ाकर तरलीकृत मीथेन प्राप्त करना असंभव है, इसलिए क्रायोजेनिक तकनीकों का उपयोग प्राकृतिक गैस को तरल अवस्था में संग्रहीत करने के लिए किया जाता है, जिससे तापमान को गैस के वाष्पीकरण के स्तर से नीचे बनाए रखा जा सकता है। तरलीकृत मीथेन के भंडारण और परिवहन के लिए प्रौद्योगिकियों का उपयोग करने की उच्च लागत पाइपलाइन गैस की तुलना में एलएनजी की लोकप्रियता की सीमा को प्रभावित करती है। ईंधन के रूप में तरलीकृत मीथेन के उपयोग के लिए गैस द्रवीकरण के लिए उपकरण की आवश्यकता होती है, टैंकर जो आवश्यक रखरखाव कर सकते हैं हल्का तापमान, एलएनजी द्रवीकरण टर्मिनल।

इसकी बारी में, तरलीकृत प्रोपेनदबाव बढ़ाकर प्राप्त किया जा सकता है। गैस टैंक और सिलेंडर में, ऐसी गैस तरल में नहीं, बल्कि अपने सामान्य रूप में संग्रहीत होती है - किसी भी एलपीजी टैंक में, प्रोपेन-ब्यूटेन मिश्रण एक ही समय में एक तरल और गैसीय अवस्था में मौजूद होता है (और यह ठीक उसी का हिस्सा है मिश्रण जो अपनी सामान्य अवस्था में होता है जिसे गैस बॉयलर में पाइपलाइन में डाला जाता है)।

तरलीकृत मीथेन पर प्रोपेन-ब्यूटेन का यह लाभ है - प्रोपेन-ब्यूटेन के भंडारण और परिवहन के लिए, केवल एक कंटेनर की आवश्यकता होती है जो आंतरिक दबाव का सामना कर सकता है।

वाष्प और "स्थायी गैसें"।के बारे में करने के लिए ऊपर मध्य उन्नीसवींमें। गैसीय अवस्था में पदार्थों को वाष्प और "स्थायी गैसों" में विभाजित किया गया था। "स्थायी गैसों" को कहा जाता था, उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, हाइड्रोजन जैसी गैसें, जिन्हें परिवर्तित नहीं किया जा सकता था और तरल अवस्थादबाव बढ़ाकर।

अनुपस्थिति के बारे में सोचो मूलभूत अंतरवाष्प और "स्थायी गैसों" के बीच व्यक्त किया गया देर से XVIIमें। लवॉज़ियर। उनका मानना ​​​​था कि पर्याप्त रूप से कम तापमान पर, और एक तरल में बदल जाएगा। वायुमंडलीय हवा. दबाव में वृद्धि के साथ अमोनिया को तरलीकृत करने वाली पहली स्थायी गैसें थीं। 1823 में, माइकल फैराडे ने क्लोरीन गैस को ठंडा करके एक तरल में परिवर्तित करने में सफलता प्राप्त की उच्च रक्त चाप. 1877 में, फ्रांसीसी इंजीनियर कैलेटी और स्विस भौतिक विज्ञानी पिक्टेट ने स्वतंत्र रूप से -140 डिग्री सेल्सियस से नीचे के तापमान तक दबाव बढ़ाकर और ठंडा करके ऑक्सीजन का द्रवीकरण हासिल किया। उसी वर्ष, नाइट्रोजन को द्रवीभूत किया गया था। 1898 में अंग्रेजी भौतिक विज्ञानीदेवर ने हाइड्रोजन का द्रवीकरण हासिल किया, और 1908 में हॉलैंड में, कामरलिंग-ओन्स ने हीलियम को तरलीकृत किया, आखिरी गैस जिसे उससे पहले कोई भी तरल में बदलने में सक्षम नहीं था।

इस प्रकार, यह पाया गया कि गैसीय अवस्थाकिसी भी पदार्थ को द्रव में बदला जा सकता है। हालांकि, प्रत्येक पदार्थ केवल एक निश्चित, तथाकथित महत्वपूर्ण तापमान Tk से नीचे के तापमान पर ही इस तरह के परिवर्तन का अनुभव कर सकता है। ऊपर के तापमान पर महत्वपूर्ण पदार्थकिसी भी दबाव पर तरल या ठोस में नहीं बदलता है। जाहिर है, महत्वपूर्ण तापमान पर, औसत गतिज ऊर्जा तापीय गतिकिसी पदार्थ के अणु किसी द्रव या ठोस में अपने बंधन की स्थितिज ऊर्जा से अधिक हो जाते हैं। चूंकि अणुओं के बीच कार्य करने वाले आकर्षक बल विभिन्न पदार्थ, अलग, अलग और स्थितिज ऊर्जाउनके संबंध, इसलिए विभिन्न पदार्थों के लिए महत्वपूर्ण तापमान के मान भी भिन्न होते हैं।

गैसों का द्रवीकरण।गैसों को द्रवित करने के लिए मशीनों में उपयोग किए जाने वाले बुनियादी सिद्धांतों पर विचार करें। गैस को तरल में बदलने के लिए पहली शर्त यह है कि इसे महत्वपूर्ण तापमान से नीचे के तापमान पर ठंडा किया जाए। क्रिटिकल से नीचे के तापमान पर, किसी भी गैस को दबाव बढ़ाकर तरल अवस्था में स्थानांतरित किया जा सकता है, इसलिए 0 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के महत्वपूर्ण तापमान वाले गैसों का द्रवीकरण एक मौलिक कठिनाई पेश नहीं करता है। अधिक चुनौतीपूर्ण कार्यगैसों का द्रवीकरण है जिसका क्रांतिक तापमान शून्य से काफी नीचे है। ऐसी गैसें ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, हाइड्रोजन, हीलियम हैं, जिनका महत्वपूर्ण तापमान क्रमशः -118.4, -146.9, -240 और -268 डिग्री सेल्सियस है। इतना कम तापमान पृथ्वी पर स्वाभाविक रूप से नहीं होता है, इसलिए इन गैसों के द्रवीकरण की समस्या कम तापमान प्राप्त करने की समस्या से निकटता से संबंधित है। गैस को ठंडा करने के लिए इस्तेमाल की जाने वाली मुख्य विधि यह है कि इसे किए गए कार्य के साथ विस्तारित किया जाए।

संपीड़न रेफ्रिजरेटर।साथ में सबसे सरल मशीन, जिसमें गैस तरलीकृत होती है, घरेलू संपीड़न रेफ्रिजरेटर (रंग डालने I) के उदाहरण पर पाई जा सकती है।

रेफ्रिजरेटर में काम करने वाला तरल पदार्थ फ्रीऑन गैस है। कंडेनसर और बाष्पीकरण की प्रणाली फ़्रीऑन से भरी होती है। एक इलेक्ट्रिक मोटर द्वारा संचालित कंप्रेसर, बाष्पीकरणकर्ता से गैसीय फ्रीऑन को पंप करता है और इसे कंडेनसर में पंप करता है। संपीड़ित होने पर फ़्रीऑन गर्म हो जाता है। इसे कंडेनसर में कमरे के तापमान तक ठंडा किया जाता है, जो आमतौर पर रेफ्रिजरेटर की पिछली दीवार पर स्थित होता है। कंप्रेसर का उपयोग करके कंडेनसर में बनाए गए ऊंचे दबाव पर कमरे के तापमान पर ठंडा किया जाता है, फ़्रीऑन एक तरल अवस्था में चला जाता है। कंडेनसर तरल फ़्रीऑन के माध्यम से केशिका नलीबाष्पीकरणकर्ता में प्रवेश करता है। कंप्रेसर की मदद से बाष्पीकरणकर्ता से फ्रीऑन वाष्प को बाहर निकालने से इसमें कम दबाव बना रहता है। बाष्पीकरण में कम दबाव पर, तरल फ्रीन उबलता है और 0 डिग्री सेल्सियस से नीचे के तापमान पर भी वाष्पित हो जाता है। फ़्रीऑन के वाष्पीकरण के लिए ऊष्मा बाष्पीकरणकर्ता की दीवारों से ली जाती है, जिससे वे ठंडी हो जाती हैं। पंप किए गए फ्रीऑन वाष्प एक बंद चक्र में कंप्रेसर आवरण में फिर से कंडेनसर आदि में प्रवेश करते हैं।

सबसे कम तापमान जो बाष्पीकरणकर्ता (फ्रीजर) में प्राप्त किया जा सकता है, वह फ़्रीऑन वाष्प दबाव के मूल्य से निर्धारित होता है, क्योंकि किसी भी अन्य तरल की तरह फ़्रीऑन का क्वथनांक घटते दबाव के साथ घटता है। पर निरंतर गतिकंडेनसर से केशिका ट्यूब के माध्यम से बाष्पीकरण में तरल फ़्रीऑन का प्रवाह, बाष्पीकरण में फ़्रीऑन वाष्प का दबाव कम होगा, कंप्रेसर जितना लंबा चलेगा। यदि बाष्पीकरण में तापमान को अधिकतम प्राप्त करने योग्य मूल्य तक कम करने की आवश्यकता नहीं है, तो इसे चलाने वाली इलेक्ट्रिक मोटर को बंद करके कंप्रेसर का संचालन समय-समय पर बंद कर दिया जाता है। कंप्रेसर को एक स्वचालित मशीन द्वारा बंद कर दिया जाता है जो रेफ्रिजरेटर में निर्धारित तापमान के रखरखाव की निगरानी करता है।

परिचय

गैसें-किसी पदार्थ के एकत्रीकरण की स्थिति जिसमें उसके कण बंधे नहीं होते हैं या बहुत कमजोर रूप से अंतःक्रियात्मक बलों से बंधे होते हैं और स्वतंत्र रूप से चलते हैं, जिससे उन्हें प्रदान किया गया पूरा आयतन भर जाता है। गैसों की एक संख्या होती है विशेषता गुण. भिन्न ठोसऔर तरल पदार्थ, गैस की मात्रा दबाव और तापमान पर काफी निर्भर करती है।

किसी भी गैस को साधारण संपीड़न द्वारा तरल में बदल दिया जा सकता है यदि गैस का तापमान महत्वपूर्ण से नीचे है। वे पदार्थ जिन्हें हम गैसों के रूप में मानने के आदी हैं, उनमें बहुत कम महत्वपूर्ण तापमान होता है, अर्थात तापमान जिसके बाद गैस के गुण प्राप्त कर लेते हैं एक तरल, और इसलिए कमरे के तापमान के करीब के तापमान पर, वे तरल अवस्था में नहीं हो सकते। इसके विपरीत, जिन पदार्थों को हम तरल पदार्थ के रूप में वर्गीकृत करते हैं, उनके लिए महत्वपूर्ण तापमान अधिक होता है।

मुझे . के प्रश्न में दिलचस्पी थी तरलीकृत गैस में क्या गुण होते हैं, इसका उपयोग किन क्षेत्रों में किया जाता है? काम का विषय आज भी प्रासंगिक है, क्योंकि चिकित्सा, विज्ञान और प्रौद्योगिकी के कई क्षेत्रों में तरलीकृत गैसों की मांग है।इस संबंध में, मैंने अपने लिए निम्नलिखित लक्ष्य और उद्देश्य निर्धारित किए हैं:

लक्ष्य:- घटना और गुणों की प्रकृति पर विचार तरलीकृत गैसें

कार्य:

* तरलीकृत गैसों के बारे में जानें

* तरलीकृत गैसों के गुणों का निर्धारण

ñ कहानी

वाष्पीकरण के दौरान किसी पदार्थ को ठंडा करने के प्रायोगिक तथ्य को लंबे समय से जाना जाता है और यहां तक ​​कि व्यवहार में भी इसका उपयोग किया जाता है (उदाहरण के लिए, पानी की ताजगी को बनाए रखने के लिए झरझरा जहाजों का उपयोग)। लेकिन इस मुद्दे का पहला वैज्ञानिक अध्ययन जियान फ्रांसेस्को सिग्ना द्वारा किया गया था और 1760 "डी फ्रिगोर एक्स वाष्पीकरण" ("वाष्पीकरण के कारण ठंड पर") के काम में वर्णित है।

गैस द्रवीकरण की समस्या है सदियों का इतिहास 18 वीं शताब्दी के उत्तरार्ध में उत्पन्न। यह सब साधारण शीतलन द्वारा अमोनिया के द्रवीकरण के साथ शुरू हुआ, जिसे वैन मारम द्वारा निर्मित किया गया था, सल्फ्यूरिक एनहाइड्राइड- मोंगे और क्लोएट, क्लोरीन - नॉर्थमोर (1805) और बेकेली (1812) द्वारा प्रस्तावित संपीड़न विधि द्वारा अमोनिया का द्रवीकरण।

चार्ल्स कैग्नार्ड डी लाटौर (1777-1859) और माइकल फैराडे (1791-1867) ने एक साथ और स्वतंत्र रूप से इस समस्या के समाधान में निर्णायक योगदान दिया।

द्रवित गैस क्या है और इसके गुण

गैसों का द्रवीकरण गैसों का द्रव अवस्था में परिवर्तन है। यह गैस को संपीड़ित करके (बढ़ते दबाव) और साथ ही इसे ठंडा करके उत्पादित किया जा सकता है।

किसी भी गैस को द्रव अवस्था में बदला जा सकता है, लेकिन आवश्यक शर्तइसके लिए "महत्वपूर्ण" से नीचे के तापमान पर गैस का प्रारंभिक ठंडा होना है। उदाहरण के लिए, कार्बन डाइऑक्साइड को कमरे के तापमान पर द्रवीभूत किया जा सकता है, क्योंकि इसका महत्वपूर्ण तापमान 31.1 0 C है। अमोनिया और क्लोरीन जैसी गैसों के बारे में भी यही कहा जा सकता है।

लेकिन ऐसी गैसें भी हैं जिन्हें कमरे के तापमान पर तरल अवस्था में नहीं बदला जा सकता है। इन गैसों में हवा, हाइड्रोजन और हीलियम शामिल हैं, जिनका महत्वपूर्ण तापमान कमरे के तापमान से काफी नीचे है। ऐसी गैसों को द्रवीभूत करने के लिए, उन्हें पहले महत्वपूर्ण तापमान से थोड़ा नीचे के तापमान पर ठंडा किया जाना चाहिए, जिसके बाद दबाव बढ़ाकर गैस को तरल अवस्था में स्थानांतरित किया जा सकता है।

तरलीकृत गैसों का उपयोग

द्रवित गैसें पाई जाती हैं विस्तृत आवेदनप्रौद्योगिकी में। नाइट्रोजन का उपयोग अमोनिया और नाइट्रोजन लवण का उत्पादन करने के लिए किया जाता है कृषिमिट्टी को खाद देने के लिए। भरने के लिए आर्गन, नियॉन और अन्य अक्रिय गैसों का उपयोग किया जाता है बिजली के लैंपगरमागरम और गैस लैंप। ऑक्सीजन का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है। एसिटिलीन या हाइड्रोजन के मिश्रण में, यह बहुत ज्वाला देता है उच्च तापमानधातुओं को काटने और वेल्डिंग करने के लिए उपयोग किया जाता है। ऑक्सीजन का इंजेक्शन (ऑक्सीजन ब्लास्ट) धातुकर्म प्रक्रियाओं को तेज करता है। तकिए में फार्मेसियों से दिया गया ऑक्सीजन एक संवेदनाहारी के रूप में कार्य करता है। उपयोग का विशेष महत्व है तरल ऑक्सीजनअंतरिक्ष रॉकेट इंजनों के लिए ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में।

तरल हाइड्रोजन का उपयोग ईंधन के रूप में किया जाता है अंतरिक्ष रॉकेट. उदाहरण के लिए, अमेरिकी सैटर्न वी रॉकेट में ईंधन भरने के लिए 90 टन तरल हाइड्रोजन की आवश्यकता होती है।

तरल अमोनिया ने रेफ्रिजरेटर में व्यापक आवेदन पाया है - विशाल गोदाम जहां खराब होने वाले उत्पादों को संग्रहीत किया जाता है। तरलीकृत गैसों के वाष्पीकरण के दौरान होने वाली शीतलन का उपयोग रेफ्रिजरेटर में खराब होने वाले उत्पादों के परिवहन के दौरान किया जाता है।

उद्योग, दवा आदि में उपयोग की जाने वाली गैसें तरल अवस्था में होने पर परिवहन करना आसान होता है, क्योंकि इस मामले में एक ही मात्रा में पदार्थ की एक बड़ी मात्रा निहित होती है।

फैराडे ट्यूब

अंग्रेज़ी भौतिक विज्ञानी - प्रयोगकर्ता, रसायनज्ञ।

खुल गया इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंडक्शनजो आधुनिक औद्योगिक बिजली उत्पादन और इसके कई अनुप्रयोगों को रेखांकित करता है। पहला मॉडल बनायाबिजली की मोटर. उनकी अन्य खोजों में पहली हैट्रांसफार्मर , वर्तमान की रासायनिक क्रिया,इलेक्ट्रोलिसिस के नियम, गतिविधि चुंबकीय क्षेत्रदुनिया में. पहली भविष्यवाणी विद्युतचुम्बकीय तरंगें. फैराडे ने आयन शब्द को वैज्ञानिक उपयोग में लाया,कैथोड, एनोड, इलेक्ट्रोलाइट , ढांकता हुआ, प्रतिचुंबकत्व, अनुचुंबकत्व, आदि।

फैराडे विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के सिद्धांत के संस्थापक हैं, जिसे उन्होंने तब गणितीय रूप से औपचारिक रूप दिया और विकसित कियामैक्सवेल।

उस समय, फैराडे हम्फ्री डेवी के लिए केवल एक मामूली प्रयोगशाला सहायक थे।

हम्फ्री डेवी - अंग्रेजी रसायनज्ञ, भौतिक विज्ञानी और भूविज्ञानी, संस्थापकों में से एकविद्युत रसायन . कई की खोज के लिए जाना जाता है रासायनिक तत्व, साथ ही साथ फैराडे का संरक्षण आरंभिक चरणउनकी वैज्ञानिक गतिविधियाँ।

उनकी ओर से, उन्होंने हाइड्रोक्लोराइड का अध्ययन किया, जो पानी और क्लोरीन के कम तापमान पर परस्पर क्रिया द्वारा गठित एक क्रिस्टलीय यौगिक है। यह परीक्षण करने के लिए कि गर्म होने पर यह यौगिक कैसे व्यवहार करता है, फैराडे ने कई क्लोरीन हाइड्रेट क्रिस्टल को एक घुमावदार के बंद पैर में रखावी -आकार की ट्यूब, जिसके बाद दूसरे घुटने को टांका लगाया गया। इसके बाद, उसने क्रिस्टल को गर्म किया, जबकि मुक्त घुटना ठंडा रहा। क्रिस्टल पिघल गए और हरे-पीले वाष्प को छोड़ दिया, वाष्प ठंडे घुटने में संघनित होकर एक तैलीय तरल बना, जो तरल क्लोरीन निकला।

1) मुड़ी हुई और सील ट्यूब

2) एक पदार्थ या मिश्रण जो गर्म होने पर आवश्यक गैस छोड़ता है

3) ठंडी कोहनी जहां तरलीकृत गैस एकत्र की जाती है

4) पानी या शीतलक

फैराडे ने गैसों को द्रवित करने के लिए एक नई विधि की खोज की: एक बर्तन में गैसों को प्राप्त करना और उन्हें दूसरे बर्तन में पंप करना आवश्यक नहीं था, जहां द्रवीकरण होगा। गैसों को तरल अवस्था में उसी बर्तन में स्थानांतरित करना सुविधाजनक होता है जहां वे बनते हैं। इस तरह 1823 के दौरान फैराडे हाइड्रोजन सल्फाइड, सल्फर डाइऑक्साइड, कार्बन डाइऑक्साइड, नाइट्रस ऑक्साइड को तरल अवस्था में बदलने में कामयाब रहे।

जाँच - परिणाम
किसी भी गैस को साधारण संपीड़न द्वारा द्रव में बदला जा सकता है।
गैसों का द्रवीकरण कठिन प्रक्रिया, जिसमें कई संपीड़न शामिल हैं
एक गैस को संपीड़ित करके और साथ ही इसे ठंडा करके द्रवीकरण किया जा सकता है।
तरलीकृत गैसों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है
तरलीकृत गैसों का उपयोग केवल इंजीनियरिंग, चिकित्सा और कृषि में ही नहीं, बल्कि विज्ञान में भी किया जाता है।

ग्रन्थसूची

एच टीटीपी: //en.wikipedia.org/wiki/Liquefaction_gases

तरल पदार्थ केवल महत्वपूर्ण तापमान से नीचे के तापमान पर ही मौजूद हो सकते हैं। इसलिए, किसी गैस को द्रवित करने के लिए, इसे पहले महत्वपूर्ण तापमान से नीचे ठंडा किया जाना चाहिए और फिर संपीड़न के अधीन किया जाना चाहिए। जैसा कि तालिका XIII से देखा जा सकता है, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, हाइड्रोजन और विशेष रूप से हीलियम जैसी गैसों को द्रवीभूत करने के लिए बहुत कम तापमान की आवश्यकता होती है।

तालिका XIII (स्कैन देखें) गंभीर और उबलते तापमान (पर .) वायुमण्डलीय दबाव) कुछ गैसों के लिए

गैसों को द्रवित करने के पहले औद्योगिक तरीकों में से एक (लिंडे विधि, 1895) ने जूल-थॉमसन प्रभाव का इस्तेमाल किया।

लिंडे मशीन की योजना चित्र 6.21 में दिखाई गई है। कंप्रेसर K द्वारा संपीड़ित और, परिणामस्वरूप, कुछ हद तक गर्म होने पर, गैस कूलर X से होकर गुजरती है, जहां यह बहते पानी को गर्मी देती है और अपने मूल तापमान को ठंडा करती है। गैस फिर कुंडल के माध्यम से एक थ्रॉटल वाल्व (मुर्गा) तक जाती है और एक वातावरण में लगभग सैकड़ों वायुमंडल के दबाव ड्रॉप के साथ रिसीवर बी में फैलती है। संयंत्र शुरू होने के तुरंत बाद, तापमान में गिरावट गैस को द्रवीभूत करने के लिए पर्याप्त नहीं है। थोड़ा ठंडा गैस एक कॉइल के माध्यम से कंप्रेसर में वापस भेज दिया जाता है। दोनों कॉइल एक काउंटरफ्लो हीट एक्सचेंजर में निकट थर्मल संपर्क में होते हैं (आमतौर पर एक कॉइल दूसरे में डाला जाता है)। हीट एक्सचेंजर में, गैस एक पर कंप्रेसर में जा रही है कम तापमान आने वाले गैस प्रवाह को ठंडा करता है। जाहिर है, दूसरे चक्र में, गैस . से कम तापमान पर वाल्व A के पास जाएगी

यह अपने पहले मार्ग के दौरान था, और थ्रॉटलिंग के बाद तापमान और भी गिर जाएगा। प्रत्येक चक्र के साथ, थ्रॉटलिंग और हीट एक्सचेंजर की कार्रवाई के परिणामस्वरूप, गैस का तापमान अधिक से अधिक कम हो जाएगा और अंततः इतना गिर जाएगा कि गैस का हिस्सा, विस्तार के बाद, तरल में बदल जाता है और रिसीवर बी में जमा हो जाता है। , जहां से वाल्व के माध्यम से तरल को देवर के बर्तन में डाला जा सकता है

गैसों को द्रवित करने के लिए सभी मशीनों में काउंटर-करंट हीट एक्सचेंज के वर्णित सिद्धांत का उपयोग किया जाता है, हालांकि ऐसे हीट एक्सचेंजर्स का डिज़ाइन बेहद विविध हो सकता है।

गैसों को द्रवित करने की एक अन्य औद्योगिक विधि (क्लाउड विधि, 1902) काम करने पर गैस के अतिरिक्त शीतलन पर आधारित है। वाल्व (चित्र 6.21) के बाद संपीड़ित गैस को पिस्टन मशीन (विस्तारक) में भेजा जाता है, जहां यह विस्तार करके, पिस्टन को स्थानांतरित करने का कार्य करता है गतिज ऊर्जाअणु (विस्तारक चित्र में नहीं दिखाया गया है)। नतीजतन, लिंडे मशीन की तुलना में गैस के तापमान को कम करने का प्रभाव अधिक महत्वपूर्ण हो जाता है। इस पद्धति में सोवियत वैज्ञानिक पी एल कपित्सा (1934) द्वारा सुधार किया गया था, जिन्होंने एक पिस्टन विस्तारक के बजाय एक ठंडा गैस द्वारा संचालित एक छोटे टरबाइन (टर्बो विस्तारक) का उपयोग किया था (विस्तारक रोटर आकार में छोटा है, और इसका वजन केवल सैकड़ों में मापा जाता है। ग्राम)।

वर्तमान में, गैसों के द्रवीकरण के लिए, ज्यादातर मामलों में, विस्तारक में विस्तार वाली मशीनों का उपयोग किया जाता है। टर्बो एक्सपैंडर वाली मशीनों में प्री-कूलिंग के लिए हीलियम का द्रवीकरण करते समय, हाइड्रोजन के बजाय नाइट्रोजन का उपयोग किया जाता है, जिससे उत्पादकता में काफी वृद्धि होती है और आर्थिक दक्षताउपकरण। इसके अलावा, समान उत्पादकता के साथ, टर्बो-विस्तारक वाली मशीनें लिंडे योजना के अनुसार चलने वाली मशीनों की तुलना में कई गुना छोटी होती हैं।