26037. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés gázok sűrítésére

ehergiának, mely a második edénybe átlépett molekulákban keletkezik, pontosan egyenlőnek kell lennie azon energiával, melyet az első edényben visszamaradó molekulák a mozgási energia létesítésére fordítottak, föltéve, hogy a gáz a Mariotte és Gay-Lussac-féle törvényeket pontosan követi, míg tehát a molekulák belső vonzó erői a hőállapotra nem gyakorolnak érezhető befolyást. Ha tehát a két edény tartalma összekeverednék, a gáznak a kiterjedés után pontosan azon hőmérsékkel kellene bírnia, a mellyel a kiterjedés előtt bírt. Hogy az elmélet által fölállított ezen állítás a tényeknek megfelel, azt Joule kísérletek által bebizonyította, a mennyiben egyik edényben a levegőt 22 légköri nyomásra hozta, míg egy másik edényt légüressé tett. Ezután mindkét edényt egy vízzel töltött nagyobb tartányba helyezve, a két edényt összekötő csőben elrendezett csapot megnyitotta. A kellő mozgásban tartott vízben nem mutatkozott a hőmérséknek oly föltűnő változása, melyet Joule észrevett volna, miután a gáz az egyik edényből a másikba átáramlott s a két edény hőmérséke teljesen egyenlővé vált. Pontosabb kísérletek, melyeket Joule később Thomson angol fizikussal végzett, azon eredményt adták, hogy azon föltevés, mely szerint a hőmérsék az egyensúly beálltával változatlan marad, téves volt s csakis Joule nem tudta azt az általa alkalmazott segédeszközökkel bebizonyítani. A kettejük által végzett, pontosabb kísérletek kimutatták, hogy az edényeket a kísérletek alkalmával körülvevő víz csekély mértékben tényleg lehűl. Ezen lehűlés a gáz kiterjedésének eredménye, mivel azonban nem volt a molekulák által végzett külső munkának rovására írható, Joule és Thomson s utánuk több fizikus azon föltevést állították föl, hogy már az egyszerű térfogatnövekedéssel egybe van kötve a rejtett hőnek bizonyos mérvű fogyasztása a molekulák belső vonzó erőinek legyőzése végett. Ezen lehűlés kiszámítására, mely lehűlést a molekulákban föllépő belső munka következményének neveztek, egy képletet állítottak föl, meiy szerint a lehűlés Celsius fokokban kifejezve: p2—pl/273\2 t —

l"T7 ahol (p2—pl) a nyomáskülönbséget légköri nyomás szerint nézve, (T) a kiáramlási hőmérséket az abszolút zérusponttól számítva jelenti. Ezen képlet szerint a lehűlés a molekulákban föllépő belső munka következtében minden atmoszféra nyomáskülönbségnél körülbelül V*0

C.-t tenne ki. Siemens az ő hűtési eljárásánál nem fektetett semmi súlyt sem a Joule és Thomson által megállapított azon hőmérsékkülönbségre, mely a gáz kiterjedése alkalmával mint lehűlés föllép, s azon hitben, hogy a kiterjedő gáz csak akkor hűlhet le, ha a kiterjedés alatt külső munkát kénytelen végezni, azon hibát követte el. hogy a gázt egy expanzió-hengerben hagyta kiterjedni, tehát tényleg munkát végeztetett vele s ezen munkát újból sűrítésre használta föl. Az ily módon lehűtött, kiterjedt gázt aztán egy hőkicserélő szerkezet segélyével folytonosan a még összenyomott gáz felé vezette, úgy hogy a hidegnek folytonos halmozása állott be. Ezen eljárás sohasem vezethetett a mélyen fekvő forrásponttal bíró gázok, például a légköri levegő csöppfolyósításához, mivel az expanzió-hengert nem lehetséges oly hőmérsékeknél, mint a milyenek a csöppfolyósítás elérésére szükségesek, tehát legalább a kritikus hőmérséknél üzemben tartani. (A levegő kritikus hőmérséke — 140° C.) Azonkívül soha sem volna lehetséges egy ilyen expanzió-hengert hajtóművével együtt a kívülről való melegfölvétel ellen oly tökéletesen megvédeni, hogy a munkafogyasztás által létesített hidegnek egy nagy része ismét veszendőbe ne menne, a mi legalább is az észszerű csöppfotyósítást megakadályozná. Egy másik intézkedés, mely a Siemensféle hűtési eljárásnál az észszerű csöppfolyósítással szemben akadályozólag lép föl, abban áll, hogy Siemens a kiterjedt gázban (munkavégzés folytán) keletkezett hideget nem vitte át közvetlenül az utána követ-