В начале XX века это делали с помощью машины Линде, которую вы видите на фотографии. Она предназначена для сжижения воздуха. Основные её части – компрессор (электродвигатель с насосом), теплообменник (две свёрнутые спиралью трубки, проходящие одна внутри другой) и термос, внутри которого собирается сжиженный газ. Все детали машины Линде обёрнуты теплоизоляционным материалом, препятствующим поступлению теплоты извне к сжижаемому газу и получающейся жидкости. Вблизи горловины внутренняя трубка оканчивается узким отверстием – дросселем.

Сжатый компрессором и предварительно охлаждённый воздух поступает во внутреннюю трубку теплообменника и движется вниз. Продавливаясь через дроссель, воздух резко расширяется, совершая работу против сил притяжения своих молекул. Согласно первому закону термодинамики, работа воздуха приводит к уменьшению его внутренней энергии, поэтому он охлаждается.

Из термоса воздух постоянно отсасывается компрессором через широкую трубку. Проходя в промежутке между трубками, этот воздух охлаждает его новые опускающиеся порции. Для этого и служит теплообменник. Этот, уже более холодный воздух, проходя через дроссель и расширяясь, опять совершает работу, и его температура падает ещё сильнее. Через несколько часов работы машины температура воздуха вблизи дросселя уменьшается настолько, что воздух сжижается и его капли падают в термос.

Жидкий воздух применяют, главным образом, для получения кислорода. Делают это так: жидкому воздуху дают возможность свободно кипеть (t_кип= –193°C). При этом азот, которого в воздухе 80%, выкипает быстрее. Оставшиеся 20% – кислород. Он выкипает медленнее. Его накачивают в специальные баллоны и используют для сварочных работ, в медицинских целях, а также для дыхания экипажей самолётов и подводных лодок.

(C) 2005. Кривченко Игорь Викторович (г. Москва)