Чем меньше диаметр трубки, тем большее внутреннее давление она способна выдержать [1]. Например, в статье Опыты с жидким азотом ссылка описано, как блестящий экспериментатор Бертело получил фантастическое для своего времени давление, с помощью простого прибора. Он помещал исследуемый газ в трубку ртутного термометра. При нагревании столбик ртути расширялся и сдавливал газ, который находился над ним. Таким способом удалось сжать кислород до давления 780 атмосфер.

Для того, чтобы воспользоваться принципом, который много лет назад применил Бертело, совсем не обязательно использовать ртутный термометр. Достаточно взять трубку с толстыми стенками, но тонким внутренним отверстием. С одного конца трубка должна быть запаяна, в другой конец вставляют поршень. Эксперимент подробно описан в журнале Вестник опытной физики и элементарной математики (1910 г № 524. Cтр. 206-207).

Простой аппарат для сжижения газов

Для сжижения большинства газов (даже вблизи их критической температуры) достаточно давления не более 100 атм. Например, для углекислого газа критическое давление составляет около 73 атм. Следующим образом можно устроить маленький аппарат для получения таких давлений.

Толстостенная стеклянная трубка, с просветом около 1,1 мм и около 15 см длины, снизу немного расширена (фиг. 1), а вверху оттянута, так что получается толстостенный же кусок 1-1,5 см длины и 0,2-0,3 см ширины. Газ, - например, CO₂ - прогоняется через трубку (для полного удаления воздуха), которая затем запаивается в b. При c газ отделяется маленьким столбиком ртути (ее вводят, опрокинув трубку и просовывая булавку, которая дает газу несколько выйти). Чтобы ввести больше газа, трубку при наполнении лучше держать охлажденной. Поршень, который должен держать атмосфер 100 (при данных размерах это соответствуете давлению на него около 1 кг), устраивается так.

Из тонкой кожи около 1 мм толщины, пропитанной смесью воска с вазелином или чем-нибудь подобным, нарезают железной трубочкой [пробочной или просто просверленной стальной проволокой и после закаленной (фиг. 2)] маленькие кружечки диаметра, равного внутреннему диаметру трубки. Затем из твердого материала (например, тонкая фибровая пластинка) вырезают кружечки несколько меньшие, легко входящие в трубку. Теперь их по очереди вдвигают в трубку - один мягкий (d) и один твердый (е), - так, 3-4 каждого сорта, сначала (на ртуть) - кожаный (d); наконец, кусок прямой стальной проволоки (f) (длиной, как сама трубка).

______________________
¹ Разумеется, это верно при прочих равных условиях (толщина стенок, удельная прочность материала и т.д.)

В таком виде аппарат готов: легкого давления концом пальца на проволоку достаточно, чтобы вдавить поршень и таким образом суженную часть трубки над мениском ртути наполнить жидкой углекислотой или иным газом.

Благодаря твердым прокладкам кожаные прокладки совершенно запирают трубку, так что не проходит никаких следов ртути. Несмотря на значительное трение, давление сжиженного газа достаточно, чтобы, по освобождении поршня от внешнего давления, опять вытолкнуть его до полного испарения жидкости. Опасность взрыва благодаря малым размерам аппарата совершенно исключена. Если увеличить давление еще после полного сжижения всего газа, то трубка, конечно, разобьется.

Для демонстраций критических явлений приспособляется обыкновенный деревянный зажим (фиг. 3). В направлении винта он просверливается, туда вставляется латунная трубка a, суженная в b и c и снабженная припаянным фланцем. Стеклянная трубка вдвигается туда и ее узкий конец (нитью) выходит наружу. Вращением винта легко мениск вылить в капилляр и медленно там передвигать. Для проектирования (короткофокусный объектив) лучше всего узкий конец поместить в плоский сосудик d, наполненный глицерином. Сосуд делается из куска латунной трубки. Глицерин имеет близкий к стеклу коэффициент преломления - проекция трубки делается очень хорошей. Второе преимущество такого сосуда с глицерином следующее: при демонстрации сгущения углекислоты необходим проекционный фонарь с защитным охлаждающим сосудом. При комнатной температуре сгущение идет. Показав это, вынимают из фонаря защитный сосуд; тогда глицерин, сильно поглощающий длинные тепловые волны, быстро нагревается до критической температуры углекислоты (31°), и никакое сгущение более невозможно.

Надеемся, что некоторые читатели смогут повторить этот опыт. Добавим только, что шприц Гамильтона (который применяется в высокоэффективной жидкостной хроматографии - ВЭЖХ) выглядит для этих целей весьма многообещающе. Данный шприц имеет толстые стенки и тонкий поршень. Едва ли можно ожидать, что шприц Гамильтона подойдет для сжижения углекислоты, но получить жидкий аммиак или бутан с его помощью, видимо, возможно.

Пропан и бутан вместо жидкого азота <ч.1 - Сфероидальное состояние, туман, разбивание цветов>
Опыты с жидким азотом <О жидких газах (начало) ч.1a> <О жидких газах (''постоянные газы'') ч.1b> <Жидкий азот ч.1c> <Хрупкость охлажденных предметов ч.2> <Сфероидальный эффект ч.3> <Образование тумана ч.4> <Замораживание жидкостей. Ртутный молоток ч.5> <Взрыв пластиковой бутылки с жидким азотом ч.6> <Фосфоресценция охлажденных предметов ч.7>
Опыты с трубкой Фарадея (получение сжиженных газов) <Простой способ получения жидких газов ч.1> <Получение жидкого углекислого газа ч.2> <Получение жидкой закиси азота при разложении аммиачной селитры в изогнутой запаянной трубке ч.3> <Получение жидкого хлора ч.4> <Получение жидкого аммиака. Модель абсорбционного холодильника ч.5> <Опыты с жидким аммиаком ч.6>
<Опыты с трубкой Фарадея (сжижение газов)> [Отправить сообщение об ошибке]