выделения азота в азотной промышленности и т. д.). Пользуясь жидким воздухом, водородом и гелием, экспериментальная физика располагает температурами, приближающимися к абсолютному нолю (-273, 13° С).
Получение Н. т. неразрывно связано с сжижением газов. Для сжижения газов обычно пользуются двумя методами: охлаждением газа при совершении им работы против «внутренних» междуатомных сил (эффект ДжоуляТомсона) и охлаждением газа при совершении им работы против «внешних» сил. Первый метод используется в обычных машинах жидкого воздуха (см. Сжижение газов). Этим же методом пользуются во всех криогенных лабораториях для сжижения водорода, с той только разницей, что для получения холода при сжижении водорода последний уже предварительно необходимо охладить до температуры ниже точки «инверсии» (см. Газы). Температура жидкого водорода, кипящего под атмосферным давлением, равна 20, 3° К ( — 252, 8° С). Заставляя жидкий водород кипеть под пониженным давлением, его можно легко обратить в твердое состояние при температуре 14° К (-259, 1° С).
Для получения еще более низких температур пользуются сжиженным гелием, к-рый наиболее трудно поддается сжижению, т. к. температура сжижения его и точка инверсии очень низки.
Поэтому при сжижении гелия приходится пользоваться синтезом указанных выше методов, как это имеет место, напр., в ожижителе, построенном проф. Капицей. Температура жидкого гелия, кипящего под атмосферным давлением, равна 4, 2° К (-268, 9° С). Заставляя жидкий гелий кипеть под пониженным давлением, путем откачки мощными насосами в настоящее время можно дойти до 0, 71°К (-272, 42° С). Для этого пришлось построить специальные насосы производительностью 675 л в 1 сек. при давлении в 0, 0036 мм ртутного столба. Обычными лабораторными насосами этим методом можно получить температуру не ниже 1, 5—1, 2°К.
Любопытно отметить, что никаким понижением температуры при откачке нельзя превратить гелий в твердое состояние. При понижении температуры жидкий гелий переходит (2, 19° К, — 270, 94° С) в другую жидкую модификацию, обладающую замечательными свойствами. Получение же твердого гелия возможно только при давлениях не ниже 25 атм. Для получения сверхнизкой температуры в самое последнее время использована идея, предложенная Дебаем и Джиоком. Метод заключается в том, что предварительно охлажденную обычными методами до 1° К и намагниченную в сильном магнитном поле (10.000—30.000 гаусс) парамагнитную соль (напр., железо-алюминиевые квасцы) затем удаляют из магнитного поля. При этом соль размагничивается вследствие теплового движения молекул вещества, на что уходит часть тепловой энергии, и, следовательно, температура понижается. Этим методом получены самые низкие температуры — всего в 0, 05° К.
Вся аппаратура для получения и поддержания Н. т. должна тщательно изолироваться от притока тепла из внешней среды. См. также Сжижение газов.
Свойства вещества при Н. т. весьма замечательны. Так, например, почти все материалы (за исключением нек-рых специальных сталей) становятся хрупкими, как стекло.
При конструировании машин для сжижения тазов, работающих при очень низких темпера 96
турах, пришлось специально подбирать материалы, сохраняющие в этих условиях свои механич. свойства. Таким материалом оказалась, например, аустенитовая сталь. Тепловые свойства материалов также очень сильно изменяются. Теплопроводность металлов резко возрастает, так что только нек-рые сплавы (мельхиор, аустенитовая сталь) могут применяться для постройки ответственных частей ожижительной аппаратуры. Нужно отметить, что при тех температурах, которые получаются методами Дебая и Джиока, равновесная упругость паров гелия падает до очень малых величин.
Например при 0, 05° К упругость гелия равна 4—10"62лгж ртутного столба, что в 1054 раз меньше того давления, к-рое можно получить при помощи лучших из современных вакуумных насосов. При этих температурах мы имеем дело уже почти с «абсолютной» пустотой; газовая теплопроводность совершенно отсутствует, что и позволяет экспериментировать с сверхнизкими температурами.
Электрические свойства металлов при низких температурах особенно интересны. Сопротивление всех металлов падает с температурой.
Камерлинг-Оннес в 1911, исследуя ртуть при температуре ок. 4° К, обнаружил, что этот металл при дальнейшем понижении температуры неожиданно (скачком) перестает оказывать поддающееся измерению сопротивление прохождению электрич. тока. Это явление (т. н. сверхпроводимость, см.) и в настоящее время служит предметом многочисленных исследований. Класс сверхпроводников значительно расширен. Из 67 чистых металлов сверхпроводниками оказались 14 (сверхпроводниками оказались также нек-рые сплавы). — Температуры, при к-»рых происходит переход в сверхпроводящее состояние, для разных металлов колеблются от 9, 2° К (-263, 93° С) для ниобия до 0, 35° К (-273, 08° С) для гафния. Не исключена возможность того, что сверхпроводниками могут оказаться все металлы, если итти еще к более низким температурам. Укажем еще на замечательное свойство второй модификации жидкого гелия. Кеезом обнаружил, что эта модификация обладает свойством сверхтеплопроводности. Теплопроводность более чем в 200 раз превышает теплопроводность металлической меди, являющейся одним из лучших проводников тепла. Природа этого явления еще мало исследована.
Измерения Н. т. в технике производятся обычными газовыми термометрами, представляющими собой маленький резервуар, наполненный газом при определенном давлении и сообщающийся тонкой капиллярной трубкой с обычным бурдоновским манометром. Такими газовыми термометрами, наполненными водородом или гелием, можно соответственно мерить температуры до — 250° С и — 270° С.
Для более точного измерения низких температур приходится манометры Бурдона заменить ртутными манометрами. Для еще более низких температур приходится пользоваться манометрами Пирани, учитывая соответствующие поправки на термическую эффузию (см.).
Для измерения низких температур можно применять” так называемые конденсационные термометры, а также «термометры сопротивления». В конденсационных термометрах измеряется упругость пара того или иного жидкого газа (в зависимости от интервала температур), наполняющего резервуар термомет-
