Ожижитель гелиевый
Жидкий гелий — единственное средство для получения температур, близких к абсолютному нулю. В этих пределах появляются эффекты сверхтекучести и сверхпроводимости, которые имеют огромное значение для квантовой физики и кибернетики.
Впервые жидкий гелий был получен в 1908 году голландским физиком Хейке Камерлинг-Оннесом. Его установка была очень сложна и выдавала максимум 300 миллилитров жидкого гелия в час. Самые разные инженеры работали над этой конструкцией 25 лет, но так и не смогли добиться ни ее упрощения, ни повышения производительности.
Производство жидкого гелия вышло из тупика, когда за дело взялся физик Пётр Леонидович Капица и изобрел в 1934 году прибор, который получил название «детандерный ожижитель».
Одной из главных сложностей производства жидкостей сверхнизких температур были собственно сверхнизкие температуры, которые выводили из строя поршень в цилиндре ожижителя. Поршень не может работать без смазки, а все смазочные материалы застывали от низких температур.
Капица создал поршневой детандер, в котором роль смазки выполнял сам гелий. Между поверхностями поршня и цилиндра оставался зазор 0,04–0,05 мм, и попадающее в него небольшое количество газа выполняло роль идеальной смазки. «Тогда во время наполнения цилиндра гелием при повышенном давлении, — писал Капица, — большая часть гелия естественно уйдет через зазор, так как его вязкость мала. Но если дать поршню возможность производить расширение быстро, то тогда можно добиться таких условий, что успеет утечь только малое количество гелия».
В результате машина Капицы выдавала по два литра жидкого гелия в час, что позволило поставить на поток исследования физики сверхнизких температур. Именно благодаря детантеру Капица обнаружил феномен сверхтекучести гелия-II, за что в 1978 году получил Нобелевскую премию.
Один из детандеров, созданных Капицей собственноручно, хранится в его доме-музее. Это единственный сохранившийся экземпляр в стране.
Производство жидкого гелия вышло из тупика, когда за дело взялся физик Пётр Леонидович Капица и изобрел в 1934 году прибор, который получил название «детандерный ожижитель».
Одной из главных сложностей производства жидкостей сверхнизких температур были собственно сверхнизкие температуры, которые выводили из строя поршень в цилиндре ожижителя. Поршень не может работать без смазки, а все смазочные материалы застывали от низких температур.
Капица создал поршневой детандер, в котором роль смазки выполнял сам гелий. Между поверхностями поршня и цилиндра оставался зазор 0,04–0,05 мм, и попадающее в него небольшое количество газа выполняло роль идеальной смазки. «Тогда во время наполнения цилиндра гелием при повышенном давлении, — писал Капица, — большая часть гелия естественно уйдет через зазор, так как его вязкость мала. Но если дать поршню возможность производить расширение быстро, то тогда можно добиться таких условий, что успеет утечь только малое количество гелия».
В результате машина Капицы выдавала по два литра жидкого гелия в час, что позволило поставить на поток исследования физики сверхнизких температур. Именно благодаря детантеру Капица обнаружил феномен сверхтекучести гелия-II, за что в 1978 году получил Нобелевскую премию.
Один из детандеров, созданных Капицей собственноручно, хранится в его доме-музее. Это единственный сохранившийся экземпляр в стране.
Полное наименование
Изготовитель
Материалы
Размеры
Ожижитель гелиевый
Институт физических проблем Академии наук СССР, г. Москва
1931-1945 гг. СССР, г. Москва
1650 × 400 мм
Металл
Место и время создания
Оборудование
Кабинет-музей Петра Капицы
Лабораторные исследования
при подготовке текста использовали
статью внучатой племянницы ученого Елены Леонидовны Капицы. Она была опубликована в сборнике «Памятники науки и техники в музеях России. Выпуск 2», напечатанном Политехническим музеем и издательством «Знание» в 1996 году.
Где увидеть
Химическое производство
Масса
13 т
Автор
П. Л. Капица
СССР, г. Москва, 1931-1945 гг.
С этим экспонатом связаны истории и музеи
