ಅನಿಲ ದ್ರವೀಕರಣ

ಅನಿಲ ದ್ರವೀಕರಣ ಎಂದರೆ ಅನಿಲವನ್ನು ದ್ರವ ಸ್ಥಿತಿಗೆ ತರುವ ಭೌತಿಕ ಪರಿವರ್ತನೆ. ಘನ, ದ್ರವ, ಅನಿಲ-ಇವು ಒಂದು ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿ ಅಡಕವಾಗಿರುವ ಉಷ್ಣವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ ಇರುವ ಸ್ಥಿತಿತ್ರಯಗಳು. ವಸ್ತುವಿನ ಅನಿಲಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಅಣುಗಳ ಚಲನಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಪರಸ್ಪರ ಅಂತರ ಹೆಚ್ಚಾಗಿದ್ದು ಆಕರ್ಷಣಬಲ ಕನಿಷ್ಠವಾಗಿರುವುದು. ಆದ್ದರಿಂದ ಒಂದು ಅನಿಲವನ್ನು ದ್ರವೀಕರಿಸಬೇಕಾದರೆ ಅದನ್ನು ತಂಪುಮಾಡುವುದರ ಮೂಲಕ ಅಣುಗಳ ಚಲನಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಕಡಿಮೆಮಾಡಬೇಕು. ದ್ರವದಲ್ಲಿರುವಂತೆ ಅಣುಗಳು ಪರಸ್ಪರ ಹತ್ತಿರ ಬರುವಂತೆ ಮಾಡಲು ಒತ್ತಡ ಹೆಚ್ಚಿಸಬೇಕು.

ದ್ರವ ಸಾರಜನಕ

ಇತಿಹಾಸ

ಅನಿಲಗಳನ್ನು ದ್ರವೀಕರಿಸುವ ಅಭಿಪ್ರಾಯ ಮೊಟ್ಟಮೊದಲು ಯಾರಿಂದ ಉದ್ಭವಿಸಿತೆಂಬುದು ವಿವಾದಾಸ್ಪದ. ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶದ ಉಷ್ಣತೆಗೆ ಭೂಮಿಯನ್ನು ಶೈತ್ಯೀಕರಿಸಿದರೆ ಭೂಮಿಯ ವಾತಾವರಣ ದ್ರವೀಕರಣಗೊಳ್ಳುವುದೆಂಬ ಅಭಿಪ್ರಾಯವನ್ನು ಲೆವಾಯ್‍ಸರ್ (Lavoiser) ಎಂಬಾತ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಿದ್ದ. ಈತ ಯಾವ ಅನಿಲವನ್ನು ದ್ರವೀಕರಿಸದಿದ್ದರೂ ಈತನ ಸಹೋದ್ಯೋಗಿಗಳಾದ ಮಾಂಗೆ (Gaspard Monge) ಮತ್ತು ಕ್ಲುಯಟ್ (Jean-François Clouet) ಎಂಬುವರು ಸುಮಾರು 1790ರಲ್ಲಿ ಮಂಜುಗಡ್ಡೆ ಮತ್ತು ಉಪ್ಪು-ಇವುಗಳ ಮಿಶ್ರಣದಿಂದ ಶೈತ್ಯಗೊಳಿಸಿದ ಗಾಜಿನ ಕೊಳವೆಯಲ್ಲಿ ಗಂಧಕದ ಡೈ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಅನಿಲವನ್ನು ದ್ರವೀಕರಿಸಿದರು. ಸುಮಾರು ಇದೇ ಕಾಲದಲ್ಲಿ ವಾನ್ ಮೇರಂ (Martin van Marum) ಮತ್ತು ಪೀಟ್ಸ್ ವಾನ್ ಟ್ರೂಸ್ಟ್‌ವಿಕ್ (Adriaan Paets van Troostwijk) ಎಂಬುವರು ಅಮೋನಿಯ ಅನಿಲ ಬಾಯಿಲ್ ನಿಯಮಕ್ಕನುಗುಣವಾಗಿ ವರ್ತಿಸುವುದೇ ಇಲ್ಲವೇ ಎಂಬುದನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸಲು, ಅದನ್ನು ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಒತ್ತಡಕ್ಕೊಳಪಡಿಸಿದಾಗ ಅದು ದ್ರವೀಕರಣ ಹೊಂದುವುದನ್ನು ನೋಡಿದರು. 1799ರಲ್ಲಿ ಗಯಟನ್ ಡಿ ಮೂರಿ (Louis-Bernard Guyton de Morveau) ಎಂಬ ವಿಜ್ಞಾನಿ ಅಮೋನಿಯ ಅನಿಲವನ್ನು ಉಪ್ಪು ಮತ್ತು ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಕ್ಲೋರೈಡ್ ಮಿಶ್ರಣದ ಉಷ್ಣತೆಗೆ ತಂಪುಮಾಡಿ ದ್ರವೀಕರಿಸಿದ. 1805ರಲ್ಲಿ ನಾರ್ತ್‌ಮೋರ್ (Thomas Northmore) ಎಂಬಾತ ಯಾಂತ್ರಿಕವಾಗಿ 15 ವಾಯುಮಾನಗಳವರೆಗೆ ಅನಿಲಗಳ ಒತ್ತಡ ಹೆಚ್ಚಿಸುವ ವಿಧಾನ ಕಂಡುಹಿಡಿದು ಕ್ಲೋರಿನ್ ಅನಿಲವನ್ನು ದ್ರವೀಕರಿಸಬಹುದೆಂದು ತೋರಿಸಿದ.

1823ರವರೆಗೆ ಈ ದಿಶೆಯಲ್ಲಿ ಮತ್ತೆ ಯಾವ ಪ್ರಯೋಗವೂ ಕಾಣಬರುವುದಿಲ್ಲ. ಇದೇ ವರ್ಷದಲ್ಲಿ ಫ್ಯಾರೆಡೆ ಅನಿಲಗಳ ದ್ರವೀಕರಣವನ್ನು ಪ್ರಯತ್ನಿಸಿದ.

ಅವನು ಉಪಕರಣವನ್ನುಪಯೋಗಿಸಿ ಕ್ಲೋರಿನ್ ಅನಿಲವನ್ನು ದ್ರವೀಕರಿಸಿದ. ಕಡಿಮೆ ಉದ್ದದ ಒಂದು ಗಾಜಿನ ಕೊಳವೆಯಲ್ಲಿ ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಯಿಂದ ಕ್ಲೋರಿನ್ ಅನಿಲ ಉತ್ಪತ್ತಿ ಮಾಡಿದರೆ ಮತ್ತೊಂದು ಭಾಗದಲ್ಲಿ ಶೇಖರಗೊಳ್ಳುವುದು. ಶೇಖರಣೆಯಾಗುತ್ತ ಒತ್ತಡ ಹೆಚ್ಚುತ್ತಿರುವುದು ಉದ್ದದ ಕೊಳವೆಯನ್ನೂ ಮಂಜಿನಿಂದ ಶೈತ್ಯಗೊಳಿಸಿದರೆ ಅನಿಲ ದ್ರವವಾಗಿ ಪರಿವರ್ತನೆ ಹೊಂದಿ ಶೇಖರವಾಗುವುದು.

ಈ ವಿಧಾನವನ್ನನುಸರಿಸಿ 1834ರಲ್ಲಿ ಥಿಲೋರಿಯರ್ (Adrien-Jean-Pierre Thilorier) ಇಂಗಾಲದ ಡೈ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಅನಿಲವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ದ್ರವೀಕರಿಸಿದ. ಕಾಯಿಸಿದಾಗ ಈ ದ್ರವ ಶೀಘ್ರ ವಿಕಾಸ ಹೊಂದುವುದನ್ನು ಈ ಪ್ರಯೋಗಗಳಲ್ಲಿ ನೋಡಿ, ಅವಾಹಕದ ಒಳ ಹೊದಿಕೆಯಿರುವ ಪೆಟ್ಟಿಗೆಯೊಳಕ್ಕೆ ಒಂದು ರಂಧ್ರದ ಮುಖಾಂತರ ಈ ದ್ರವ ಹೋಗುವಂತೆ ಮಾಡಿದ. ಮಂಜಿನೋಪಾದಿಯಲ್ಲಿರುವ ಘನವಸ್ತು ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವುದೆಂದು ಕಂಡುಹಿಡಿದು ಹಾಗೆಯೇ ಪ್ರಯೋಗ ಮುಂದುವರಿಸಿ ಘನ ಇಂಗಾಲದ ಡೈ ಆಕ್ಸೈಡ್‍ಗಿಂತಲೂ ಘನ ಇಂಗಾಲದ ಡೈ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಮತ್ತು ಈಥರ್-ಇವುಗಳ ಮಿಶ್ರಣ ಒಳ್ಳೆಯ ಶೀತಕ (ರೆಫ್ರಿಜಿರೆಂಟ್) ಎಂಬುದನ್ನೂ ಕಂಡುಹಿಡಿದ.

ಮೇಲಿನ ದ್ರವೀಕರಣ ವಿಧಾನಕ್ಕೆ ಅಳವಡದ ಆಮ್ಲಜನಕ, ಸಾರಜನಕ, ಜಲಜನಕ, ನೈಟ್ರಿಕ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಮುಂತಾದ ಅನಿಲಗಳನ್ನು ಶಾಶ್ವತ ಅನಿಲಗಳೆಂದು ಕರೆಯಲಾಯಿತು.

1822 ರಲ್ಲಿ ಕಾಗ್‍ನಿಯರ್ಡ್ ಡಿ ಲ ಟೂರ್ (Charles Cagniard de la Tour) ಎಂಬ ವಿಜ್ಞಾನಿ ಗಾಜಿನ ಉಪಕರಣವನ್ನುಪಯೋಗಿಸಿ ದ್ರವದ ಉಷ್ಣತೆಯನ್ನು ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಉಷ್ಣತೆಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಮಾಡಿದರೆ ಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಅನಿಲರೂಪಕ್ಕೆ ಪರಿವರ್ತನೆಗೊಳ್ಳುವುದೆಂದು ತೋರಿಸಿದ.

U-ಆಕಾರದಲ್ಲಿರುವ ಈ ಉಪಕರಣದ ಒಂದು ಭಾಗ ಅತಿ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿಯೂ ಉದ್ದವಾಗಿಯೂ, ಮತ್ತೊಂದು ಭಾಗ ಅಗಲವಾಗಿಯೂ ಇರುತ್ತದೆ. ಅಗಲವಾಗಿರುವ ಭಾಗದಲ್ಲಿ ದ್ರವವನ್ನು ಇಟ್ಟು ಚಿಕ್ಕದಾಗಿರುವ ಭಾಗದಲ್ಲಿ ಸ್ವಲ್ಪ ಗಾಳಿಯಿರುವಂತೆ ಅಳವಡಿಸಿ ಉಳಿದ ಭಾಗದಲ್ಲಿ ಪಾದರಸವನ್ನು ತುಂಬಲಾಗುವುದು. ಚಿಕ್ಕದಾಗಿರುವ ಭಾಗವನ್ನು ದ್ರವದ ಆವಿಯ (ವೇಪರ್) ಒತ್ತಡವನ್ನು ಅಳತೆ ಮಾಡಲು ಉಪಯೋಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. 175 ಸೆ. ಉಷ್ಣತೆ ಮತ್ತು 38 ವಾಯುಮಾನ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ ಈಥರ್ ಅನಿಲರೂಪ ಹೊಂದುವುದೆಂದೂ 258 ಸೆ. ಉಷ್ಣತೆ ಮತ್ತು 71 ವಾಯುಮಾನ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ ಇಂಗಾಲದ ಟ್ರೈಸಲ್ಫೈಟ್ ಅನಿಲರೂಪ ಹೊಂದುವುದೆಂದೂ ಕಂಡು ಹಿಡಿದ. ಅನಂತರ ಈ ರೀತಿಯ ಪ್ರಯೋಗಗಳು ಮುಂದುವರಿಯಲಿಲ್ಲ. 1860ರಲ್ಲಿ ಆ್ಯಂಡ್ರ್ಯೂಸ್ (Thomas Andrews) ಎಂಬ ವಿಜ್ಞಾನಿ ಅಂಥದೇ ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು ಪುನಃ ಮಾಡಿದ.

ಆ್ಯಂಡ್ರ್ಯೂಸ್ ಪ್ರಯೋಗ

ಒತ್ತಡ ಬಹಳ ಹೆಚ್ಚಿಸಿ, -110⁰ ಸೆ. ಉಷ್ಣತೆಗೆ ಶೈತ್ಯೀಕರಿಸಿ ಶಾಶ್ವತ ಅನಿಲಗಳನ್ನು ದ್ರವೀಕರಿಸಲು ಆ್ಯಂಡ್ರ್ಯೂಸ್ ಪ್ರಯತ್ನಪಟ್ಟ. ಆದರೆ ಸಾಧ್ಯವಾಗಲಿಲ್ಲ. ಅನಂತರ ಇಂಗಾಲದ ಡೈ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಅನಿಲವನ್ನು ದ್ರವೀಕರಿಸಲು ಹೊರಟು ಮುಖ್ಯವಾದ ಒಂದು ಅಂಶವನ್ನು ಮನಗಂಡ. ಅದರ ಉಷ್ಣತೆ ಮತ್ತು ಒತ್ತಡಗಳನ್ನು ವ್ಯತ್ಯಾಸ ಮಾಡುತ್ತಿರುವಾಗ 31⁰ ಸೆ.ಗಿಂತ ಉಷ್ಣತೆ ಕಡಿಮೆಯಾದಾಗ ಇಂಗಾಲದ ಡೈ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಅನಿಲದ ಕೊಳವೆಯಲ್ಲಿ ದ್ರವ ಕಾಣಿಸಿಕೊಂಡಿತು; ದ್ರವೀಕರಣ ಪ್ರಾರಂಭವಾದ ಮೇಲೆ ಒತ್ತಡ ಹೆಚ್ಚಿಗೆ ಮಾಡದಿದ್ದರೂ ಅನಿಲ ದ್ರವೀಕರಣ ಹೊಂದುವುದು ತಿಳಿದುಬಂತು; 31⁰ ಸೆ. ನಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಒತ್ತಡಕ್ಕೆ ಬಂದ ಕೂಡಲೆ ಕಡಿಮೆ ಉಷ್ಣತೆಯಲ್ಲಿ ದ್ರವ ತುಂಬಿದ್ದ ಜಾಗದಲ್ಲಿ ಪೂರ್ತಿ ಸಮರೂಪ ಪ್ರವಾಹಿ (ಹೋಮೋಜೀನಿಯಸ್ ಫ್ಲುಯಿಡ್) ತುಂಬಿರುವುದು ಕಂಡಿತು. ಈ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಉಷ್ಣತೆ ಸ್ವಲ್ಪ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಿದ ಕೂಡಲೆ ಕೊಳವೆಯ ಎಲ್ಲ ಭಾಗದಲ್ಲೂ ಒಂದು ವಿಚಿತ್ರ ರೀತಿಯ ಅಲುಗಾಟ (ಫ್ಲಿಕರ್) ಗೋಚರಿಸುವುದೆಂದು ಆ್ಯಂಡ್ರ್ಯೂಸ್ ತಿಳಿಸಿದ. 31⁰ ಸೆ. ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಉಷ್ಣತೆಯಲ್ಲಿ ಒತ್ತಡ ಹೆಚ್ಚಿಸಿದರೆ ಇಂಗಾಲದ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಅನಿಲದ ಗಾತ್ರ ಕಡಿಮೆಯಾಗುವುದೇ ವಿನಾ ದ್ರವೀಕರಣ ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ.

ಈ ಉಷ್ಣತೆಯನ್ನು ಇಂಗಾಲದ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಅವಧಿಕ ಉಷ್ಣತೆಯೆಂದು (Tc) ಮತ್ತು ಈ ಉಷ್ಣತೆಯಲ್ಲಿ ಅನಿಲ ಸಮರೂಪದ ಪ್ರವಾಹಿ ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತನೆ ಹೊಂದುವ ಒತ್ತಡ ಮತ್ತು ಗಾತ್ರಗಳನ್ನು ಅವಧಿಕ ಒತ್ತಡ (Pc) ಮತ್ತು ಅವಧಿಕ ಗಾತ್ರಗಳೆಂದು (Vc) ಆ್ಯಂಡ್ರ್ಯೂಸ್ ಕರೆದ. ಮೇಲಿನ ಪ್ರಯೋಗಗಳಿಂದ ತಿಳಿದ ಒಂದು ಮುಖ್ಯಾಂಶವೆಂದರೆ, ಪ್ರತಿ ಅನಿಲಕ್ಕೂ ಒಂದು ಅವಧಿಕ ಉಷ್ಣತೆಯಿದೆ. ಅನಿಲವನ್ನು ಅದರ ಅವಧಿಕ ಉಷ್ಣತೆಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಉಷ್ಣತೆ ಗಳಿಸಿದರೆ ಮಾತ್ರ, ಒತ್ತಡ ಹೆಚ್ಚು ಮಾಡುವುದರಿಂದ ದ್ರವೀಕರಣ ಸಾಧ್ಯ. ಆ್ಯಂಡ್ರೂಸ್‍ನ ಉಪಕರಣವನ್ನು ಈಗ ದಕ್ಷಿಣ ಕೆನ್ಸಿಂಗ್‍ಟನ್ ವಸ್ತು ಸಂಗ್ರಹಾಲಯದಲ್ಲಿಡಲಾಗಿದೆ.

ಅನಿಲಗಳನ್ನು ಒಂದೇ ಬಾರಿಗೆ ಯಾವುದಾದರೂ ಶೀತಕವನ್ನುಪಯೋಗಿಸಿ, ಅವುಗಳ ಅವಧಿಕ ಉಷ್ಣತೆಯನ್ನು ಗಳಿಸಲಾಗದಿದ್ದರೂ ಹಂತ ಹಂತವಾಗಿ ಉಷ್ಣತೆ ಇಳಿಸುತ್ತಾ ಹೋದರೆ ಬೇಕಾದ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಉಷ್ಣತೆ ಪಡೆಯಬಹುದು. ಅನಂತರ ಒತ್ತಡ ಹೆಚ್ಚಿಸಿ ಅನಿಲಗಳನ್ನು ದ್ರವೀಕರಿಸಬಹುದು.

ದ್ರವೀಕರಣದ ಮುಖ್ಯ ವಿಧಾನಗಳು

ಈ ರೀತಿ ಗಾಳಿ ಮತ್ತು ಇತರ ಅನಿಲಗಳನ್ನು ದ್ರವೀಕರಿಸಲು ಅನುಸರಿಸುವ ಕೆಲವು ಮುಖ್ಯ ವಿಧಾನಗಳು:

1. ಪಿಕ್ಟೆಟ್‍ರವರ ಕ್ಯಾಸ್ಕೇಡ್ ವಿಧಾನ,
2. ಜೌಲ್-ಥಾಮ್‍ಸನ್ ಪರಿಣಾಮವನ್ನುಪಯೋಗಿಸಿಕೊಂಡು ರಚಿಸಿರುವ ಲಿಂಡೆ ಮತ್ತು ಹ್ಯಾಂಪ್‍ಸನ್‍ರವರ ವಿಧಾನ.
3. ಕ್ಲಾಡೆ ಮತ್ತು ಹೆಲಾಂಡ್ಜ್‌ರವರ ವಿಧಾನ.

ಪಿಕ್ಟೆಟ್‍ರವರ ಕ್ಯಾಸ್ಕೇಡ್ ವಿಧಾನ

ಪಿಕ್ಟೆಟ್‍ರವರ ಕ್ಯಾಸ್ಕೇಡ್ ವಿಧಾನವನ್ನುನುಸರಿಸಿ ಕ್ಯಾಮರ್‍ಲಿಂಗ್ ಓನ್ಸ್‌ರವರು ಆಮ್ಲಜನಕವನ್ನು ದ್ರವೀಕರಿಸಿದರು.

ಈ ವಿಧಾನದಲ್ಲಿ ಮೂರು ಅಥವಾ ಹೆಚ್ಚು ಯಂತ್ರಗಳ ಜೋಡಣೆಯಿದೆ. ಪ್ರತಿಯೊಂದರಲ್ಲಿಯೂ ಒಂದು ಸಂಮರ್ದಕ ಇರುವುದು. ಮೊದಲನೆಯ ಭಾಗ ಮೀಥೈಲ್ ಕ್ಲೋರೈಡನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸಿಕೊಳ್ಳುವುದು. ಈ ಅನಿಲದ ಅವಧಿಕ ಉಷ್ಣತೆ 143⁰ ಸೆ. ಪ್ರಯೋಗಶಾಲೆಯ ನೀರಿನಿಂದ ಈ ಅನಿಲ ಹರಿಯುವ ಕೊಳವೆಯನ್ನು ತಂಪುಗೊಳಿಸಿದರೆ ಒತ್ತಡ ಹೆಚ್ಚು ಮಾಡುವುದರಿಂದ ಇದನ್ನು ದ್ರವೀಕರಿಸಬಹುದು. ಈ ದ್ರವ ಎರಡನೆಯ ಭಾಗದಲ್ಲಿರುವ ಹೊರ ಕೊಳವೆಯಲ್ಲಿ ಬೀಳುವುದು. ಈ ಕೊಳವೆ ಸಂಮರ್ದಕ ಪಂಪಿನ ಅನಿಲವನ್ನು ಸೆಳೆದುಕೊಳ್ಳುವ ಭಾಗಕ್ಕೆ ಸೇರಿರುವುದರಿಂದ ಅದರ ಒತ್ತಡ ಬಹುಪಾಲು ಕಡಿಮೆಯಾಗಿ ಅದರ ಉಷ್ಣತೆ ಸುಮಾರು -90⁰ ಸೆ.ಗೆ ಇಳಿಯುವುದು. -90⁰ ಸೆ.ನಲ್ಲಿರುವ ಈ ದ್ರವ ಎರಡನೆಯ ವಿಭಾಗದ ಕೊಳವೆಯಲ್ಲಿ ಬರುವ ಎಥಿಲೀನ್ ಅನಿಲವನ್ನು ಶೈತ್ಯೀಕರಿಸುವುದು. ಎಥಿಲೀನಿನ ಅವಧಿಕ ಉಷ್ಣತೆ 9.5⁰ ಸೆ. ಆಗಿರುವುದರಿಂದ ಒತ್ತಡ ಹೆಚ್ಚಿಸಿ ಈ ಅನಿಲವನ್ನು ದ್ರವೀಕರಿಸಬಹುದು. ದ್ರವವಾದ ನಂತರ ಎಥಿಲೀನ್ ಮೂರನೆಯ ವಿಭಾಗದ ಹೊರ ಕೊಳವೆಯೊಳಗೆ ಬೀಳುವುದು. ಮೀಥೈಲ್ ಕ್ಲೋರೈಡಿನಂತೆಯೇ ಕಡಿಮೆ ಒತ್ತಡದಿಂದ ಅದರ ಉಷ್ಣತೆ -160⁰ ಸೆ. ವರೆಗೂ ಇಳಿಯುವುದು. ಆಮ್ಲಜನಕದ ಅವಧಿಕ ಉಷ್ಣತೆ -118.82⁰ ಸೆ. ಆದ್ದರಿಂದ -160⁰ ಸೆ. ಉಷ್ಣತೆಯಲ್ಲಿರುವ ಎಥಿಲೀನ್‍ನಿಂದ ತಂಪು ಮಾಡಿ ಒತ್ತಡ ಹೆಚ್ಚು ಮಾಡಿದರೆ ಆಮ್ಲಜನಕವನ್ನು ದ್ರವೀಕರಿಸಬಹುದು. ಈ ದ್ರವವನ್ನು ಡಿವಾರ್ ಜಾಡಿಯಲ್ಲಿ ಶೇಖರಿಸಬಹುದು. ದ್ರವ ಆಮ್ಲಜನಕವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ ಕುದಿಯುವಂತೆ ಮಾಡಿದರೆ ಅದರ ಉಷ್ಣತೆ -218⁰ ಸೆ.ವರೆಗೂ ಇಳಿಯುವಂತೆ ಮಾಡಬಹುದು.

ಮೇಲಿನ ವಿಧಾನದಿಂದ ಶಾಶ್ವತ ಅನಿಲ ಎಂದು ತಿಳಿದಿದ್ದ ಆಮ್ಲಜನಕವನ್ನು ದ್ರವೀಕರಿಸಲಾಯಿತು. ಆದರೆ ಉಳಿದ ಅನಿಲಗಳಾದ ಜಲಜನಕ, ಹೀಲಿಯಂ ಮತ್ತು ನಿಯಾನ್ ಅನಿಲಗಳನ್ನು ದ್ರವೀಕರಿಸಲಾಗಲಿಲ್ಲ. ಕಾರಣ, ದ್ರವ ಆಮ್ಲಜನಕದಿಂದ ಪಡೆದ ಕನಿಷ್ಠ ಉಷ್ಣತೆ -218⁰ ಸೆ. ಮೇಲಿನ ಅನಿಲಗಳ ಅವಧಿಕ ಉಷ್ಣತೆಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು. ಬೇರಾವ ವಿಧಾನದಲ್ಲೂ ಈ ಅನಿಲಗಳನ್ನು ಶೈತ್ಯೀಕರಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗದಿದ್ದುದರಿಂದ ಇವುಗಳ ದ್ರವೀಕರಣ ಆಗಲಿಲ್ಲ.

ಜೌಲ್-ಥಾಮ್‍ಸನ್ ಪರಿಣಾಮದಿಂದ ಅನಿಲ ದ್ರವೀಕರಣ

ಸಂಮರ್ದಿತ ಅನಿಲವನ್ನು ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಮುಳುಗಿಸಿರುವ ತಾಮ್ರದಸುರುಳಿ ಕೊಳವೆಯ ಮುಖಾಂತರ ಹೋಗುವಂತೆ ಮಾಡಿದರೆ ಅದರ ಉಷ್ಣತೆ ಹೊರಗಿರುವ ನೀರಿನ ಉಷ್ಣತೆಯನ್ನು ಪಡೆಯುತ್ತದೆ. ಈ ಅನಿಲವನ್ನು ಒಂದು ಅತಿ ಸಣ್ಣ ರಂಧ್ರಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಬೆಣೆಯ (ಪೋರಸ್ ಪ್ಲಗ್) ಮುಖಾಂತರ ಹಾಯಿಸಿದರೆ ಅದರ ಒತ್ತಡ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿ ಅದು ವಿಕಾಸ ಹೊಂದುವುದು. ಈ ರೀತಿ ರಂಧ್ರದ ಮೂಲಕ ಬಂದು ವಿಕಾಸಗೊಂಡ ಅನಿಲದ ಉಷ್ಣತೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗುವುದೆಂದು ಜೌಲ್ ಮತ್ತು ಥಾಮ್‍ಸನ್ ತಮ್ಮ ಪ್ರಯೋಗಗಳಿಂದ ತೋರಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಅನಿಲದ ಉಷ್ಣತೆ $T<{\frac {2a}{bR}}$ ಆಗಿದ್ದರೆ (ಇಲ್ಲಿ a, b ವಾಂಡಲ್ ವಾಲ್ಸ್ ನಿಯತಾಂಕಗಳು ಮತ್ತು R ಎಂಬುದು ಅನಿಲದ ನಿಯತಾಂಕ) ಆಗುವ ವಿಕಾಸದಿಂದ ಉಷ್ಣತೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗುವುದೆಂದೂ $T>{\frac {2a}{bR}}$ ಆಗಿದ್ದರೆ ಉಷ್ಣತೆ ಹೆಚ್ಚುವುದೆಂದೂ ಪ್ರಯೋಗದಿಂದ ತೋರಿಸಿದ್ದಾರೆ. $T_{i}={\frac {2a}{bR}}$ ಎಂಬ ವಿಶಿಷ್ಟ ಉಷ್ಣತೆಯನ್ನು ಅನಿಲದ ವಿಷರ್ಯ ಉಷ್ಣತೆಯೆಂದು (ಇನ್ವರ್ಷನ್) ಕರೆಯುವರು.

ಈ ಪರಿಣಾಮದಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಉಷ್ಣತಾ ವ್ಯತ್ಯಾಸ ಅತ್ಯಲ್ಪ. 50 ವಾಯುಮಾನ ಒತ್ತಡದಿಂದ ಒಂದು ವಾಯುಮಾನ ಒತ್ತಡಕ್ಕಿಳಿದರೆ ಉಷ್ಣತಾವ್ಯತ್ಯಾಸ 11.7⁰ ಸೆ. ಆದರೂ ಈ ವಿಧಾನವನ್ನುನುಸರಿಸಿ ಅನಿಲ ದ್ರವೀಕರಣ ಸಾಧ್ಯ.

ಸಂಮರ್ದಕದಿಂದ ಅತಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿರುವ ಅನಿಲ ತಾಮ್ರದ ಸುರುಳಿ ಕೊಳವೆಯನ್ನು ಪ್ರವೇಶಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಕೊಳವೆಯನ್ನು ಶೀತದ್ರವದಿಂದ (ಉದಾ: ದ್ರವ ಇಂಗಾಲದ ಡೈ ಆಕ್ಸೈಡ್, ದ್ರವ ಸಾರಜನಕ, ದ್ರವ ಆಮ್ಲಜನಕ-ಇತ್ಯಾದಿ) ತಂಪು ಮಾಡಿದ ಅನಂತರ ಮುಂದೆ ಒಂದು ಕವಾಟದಲ್ಲಿ ವಿಕಾಸ ಹೊಂದುವಂತೆ ಏರ್ಪಡಿಸಲಾಗಿರುತ್ತದೆ. ವಿಕಾಸ ಹೊಂದಿದ ಅನಿಲ ಜೌಲ್-ಥಾಮ್‍ಸನ್ ಪರಿಣಾಮದಿಂದ ತನ್ನ ಉಷ್ಣತಾ ಮಟ್ಟವನ್ನು ಕಡಿಮೆಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ತಂಪಾದ ಅನಿಲ ಹೊರಗೊಳವೆಯ ಮುಖಾಂತರ ಸಂಮರ್ದಕದ ಕಡೆಗೆ ಚಲಿಸುವಾಗ, ಕವಾಟದೆಡೆಗೆ ಬರುತ್ತಿರುವ ಅನಿಲದ ಶಾಖವನ್ನು ಹೀರಿಕೊಂಡು ಅದನ್ನೂ ತಂಪುಮಾಡಿ ಸಂಮರ್ದಕಕ್ಕೆ ಬರುವ ವೇಳೆಗೆ ಕವಾಟದೆಡೆಗೆ ನುಗ್ಗುತ್ತಿರುವ ಅನಿಲದಷ್ಟೆ ಉಷ್ಣತೆಯನ್ನು ಪಡೆದಿರುತ್ತದೆ. ಈ ಅನಿಲದ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಪುನಃ ಹೆಚ್ಚಿಸಿ ಶೀತದ್ರವದ ಹೊರಕವಚದಿಂದ (ಜಾಕೆಟ್) ತಂಪು ಮಾಡಿ ಪುನಃ ವಿಕಾಸ ಹೊಂದುವಂತೆ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಕ್ರಿಯೆ ಪದೇ ಪದೇ ಜರುಗುತ್ತಿದ್ದಂತೆ ಕವಾಟದಲ್ಲಿ ವಿಕಾಸಗೊಳ್ಳುವ ಅನಿಲದ ಉಷ್ಣತೆ ಕ್ರಮೇಣ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತ ಹೋಗಿ ಯಾವುದೋ ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಉಷ್ಣತೆಗೆ ಬಂದಾಗ ಅನಿಲದ ಸ್ವಲ್ಪಭಾಗ ದ್ರವವಾಗಿ ಪರಿವರ್ತನೆ ಹೊಂದಿ ಡಿವಾರ್ ಜಾಡಿಯಲ್ಲಿ ಶೇಖರವಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ವಿಧಾನಕ್ಕೆ ಪುನರಾವರ್ತಿತ ಶೀತಲೀಕರಣ (ರಿಜೆನೆರೇಟಿವ್ ಕೂಲಿಂಗ್) ಎಂದು ಹೆಸರು. ಮೇಲಿನ ತತ್ತ್ವ ಹಾಗೂ ವಿಧಾನವನ್ನನುಸರಿಸಿ ಜರ್ಮನಿಯ ಲಿಂಡೆ ಮತ್ತು ಇಂಗ್ಲೆಂಡಿನ ಹ್ಯಾಂಪ್‍ಸನ್ ಎಂಬುವರು ಗಾಳಿಯನ್ನು ದ್ರವೀಕರಿಸಿದರು.

ಹ್ಯಾಂಪ್‍ಸನ್ ವಿಧಾನ

ಜೌಲ್-ಥಾಮ್‍ಸನ್ ಪರಿಣಾಮವನ್ನೊಳಗೊಂಡ ಈ ವಿಧಾನದಲ್ಲಿ ಹ್ಯಾಂಪ್‍ಸನ್ ರಚಿಸಿರುವ ಸುರುಳಿಯೇ ಒಂದು ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯ. ಅಧಿಕ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿರುವ ಗಾಳಿ ತಾಮ್ರದ ಸಣ್ಣ ಕೊಳವೆಯ ಏಕಕೇಂದ್ರೀಯ ಸುರುಳಿಯಲ್ಲಿ ಹರಿದು ತುದಿಯಲ್ಲಿರುವ ಒಂದು ಕವಾಟದಲ್ಲಿ ವಿಕಾಸಗೊಂಡು ತಂಪಾಗುವುದು. ಈ ರೀತಿ ತಂಪಾದ ಗಾಳಿ ಸುರುಳಿಪದರಗಳ ಸಂದುಗಳಲ್ಲಿ ಮೇಲಕ್ಕೇರುತ್ತ ಕೊಳವೆಯೊಳಗಿನಿಂದ ಕೆಳಕ್ಕೆ ಬರುತ್ತಿರುವ ಗಾಳಿಯನ್ನು ತಂಪು ಮಾಡುವುದು. ಮೇಲಿನ ಪರಿಣಾಮ ಪದೇ ಪದೇ ಜರುಗುತ್ತಿದ್ದು, ಸ್ವಲ್ಪ ಕಾಲಾಂತರ ಹೆಚ್ಚು ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿರುವ ಅನಿಲದ ಉಷ್ಣತೆ ಬಹಳ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿ ವಿಕಾಸಗೊಂಡ ಅನಂತರ ದ್ರವವಾಗಿ ಪರಿವರ್ತನೆಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಹ್ಯಾಂಪ್‍ಸನ್ನರ ರಚನೆಯನ್ನನುಸರಿಸಿ ಡಿವಾರ್, ಓನ್ಸ್ ಮುಂತಾದವರು ಜಲಜನಕ ಮತ್ತು ಹೀಲಿಯಂ ಅನಿಲಗಳನ್ನು ದ್ರವೀಕರಿಸಿದರು.

ಲಿಂಡೆ ಉಪಕರಣ

ಲಿಂಡೆ ವಿಧಾನ

ಇಲ್ಲಿ ಪುನರಾವರ್ತಿತ ಶೈತ್ಯೀಕರಣ ವಿಧಾನವನ್ನನುಸರಿಸಿದರೂ ಹ್ಯಾಂಪ್‍ಸನ್ ವಿಧಾನಕ್ಕಿಂತ ಸ್ವಲ್ಪ ವ್ಯತ್ಯಾಸವಿದೆ. ಗಾಳಿಯನ್ನು ವಾತಾವರಣದಿಂದ ತೆಗೆದುಕೊಂಡು ಎರಡು ಹಂತಗಳಲ್ಲಿ 1-20 ಮತ್ತು 20-200 ವಾಯುಮಾನಗಳವರೆಗೆ ಒತ್ತಡ ಹೆಚ್ಚಿಸಿ ನೀರಿನಿಂದ ಮೊದಲು ತಂಪುಮಾಡಲಾಗುವುದು. ಗಾಳಿಯಲ್ಲಿರುವ ಇಂಗಾಲದ ಡೈ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಅನಿಲವನ್ನು ತೆಗೆದು ಹಾಕಲು ಕಾಸ್ಟಿಕ್‍ಸೋಡ ಇರುವ ಗಾಳಿಯ ಅಧಿಕ ಒತ್ತಡವನ್ನು ತಡೆಯಬಲ್ಲ ಒಂದು ದಪ್ಪನೆಯ ತಾಮ್ರದ ಕೊಳವೆಯ ಮುಖಾಂತರ ಈ ಗಾಳಿ ಹೋಗುವಂತೆ ಮಾಡಲಾಗುವುದು.

ಅನಂತರ ಗಾಳಿ -20 ಸೆ. ಉಷ್ಣತೆಯಲ್ಲಿರುವ ಮತ್ತೊಂದು ಕೊಳವೆಯಲ್ಲಿ ಹರಿಯುವುದು. ಅಲ್ಲಿಂದ ಒಂದು ಲೋಹದ ಕೊಳವೆಯ ಮುಖಾಂತರ ಹೊರಟು ದೊಡ್ಡ ಕೊಳವೆಯ ಹೊದಿಕೆಯಿರುವ ಮತ್ತೊಂದು ಸಣ್ಣಕೊಳವೆಯ ಸುರುಳಿಯಲ್ಲಿ ಹರಿದು ಕವಾಟವೊಂದರ ಸಣ್ಣನಾಳದಲ್ಲಿ 200-20 ವಾಯುಮಾನ ಒತ್ತಡಕ್ಕೆ ವಿಕಾಸಗೊಂಡು ಜೌಲ್-ಥಾಮ್‍ಸನ್ ಪರಿಣಾಮದಿಂದ ಶೀತಲೀಕರಣ ಹೊಂದುತ್ತದೆ. ಈ ಗಾಳಿ ದೊಡ್ಡ ಕೊಳವೆಯ ಮುಖಾಂತರ ಮೇಲೇರುತ್ತಾ ಒಳಬರುತ್ತಿರುವ ಗಾಳಿಯನ್ನು ತಂಪುಗೊಳಿಸುವುದಲ್ಲದೆ ಪುನಃ 20-200 ವಾಯುಮಾನಗಳವರೆಗೆ ಒತ್ತಡ ಹೆಚ್ಚು ಮಾಡುವ ಸಂಮರ್ದಕಕ್ಕೆ ಹೋಗುವುದು. ಒತ್ತಡ 200-20 ವಾಯುಮಾನಗಳವರೆಗೆ ಇಳಿದರೆ ಉಷ್ಣತೆ ಸುಮಾರು -78 ಸೆ. ನಷ್ಟಾಗುತ್ತದೆ.

ಸಂಮರ್ದಕದ ಎರಡನೆಯ ಹಂತದಲ್ಲಿ ವಿಕಾಸಹೊಂದಿದ ಗಾಳಿ ಮೊದಲಿನ ಹಂತದಲ್ಲಿ ಅಧಿಕ ಒತ್ತಡಕ್ಕೇರಿಸಿದ ಹೊಸ ಗಾಳಿಯೊಡನೆ ಬೆರೆತು ಪುನಃ ಅದೇ ಪಥವನ್ನವಲಂಬಿಸುವುದು. ಈ ರೀತಿ ಅನೇಕಾವರ್ತಿ ವಿಕಾಸಗೊಂಡ ಗಾಳಿಯ ಉಷ್ಣತೆ ಬಹಳ ಕಡಿಮೆಯಾದಾಗ ಎರಡನೆಯ ಕವಾಟದ ನಾಳದಲ್ಲಿ ಅದರ ಒತ್ತಡ 1 ವಾಯುಮಾನ ಆಗುವಂತೆ ಮಾಡಿದರೆ ಜೌಲ್-ಥಾಮ್‍ಸನ್ ಪರಿಣಾಮದಿಂದ ದ್ರವೀಕರಣ ಪ್ರಾರಂಭವಾಗಿ ದ್ರವವಾಗದೆ ಉಳಿದ ಗಾಳಿ ಹೊರಕೊಳವೆಯಲ್ಲಿ ಚಲಿಸಿ ಉಳಿದೆರಡು ಕೊಳವೆಗಳನ್ನು ತಂಪುಗೊಳಿಸುವುದು. ದ್ರವವಾಗಿ ಪರಿವರ್ತನೆಗೊಂಡ ಗಾಳಿ ಡಿವಾರ್ ಜಾಡಿಯಲ್ಲಿ ಶೇಖರವಾಗುವುದು. ಗಾಳಿಯನ್ನು ವಾತಾವರಣದಿಂದ ಅವಿರತವಾಗಿ ತೆಗೆದುಕೊಂಡು ಈ ವಿಧಾನದಿಂದ ಅದನ್ನು ದ್ರವೀಕರಿಸಬಹುದು.

ಕ್ಲಾಡೆ ಮತ್ತು ಹೆಲಾಂಟ್ ವಿಧಾನ

ಅನಿಲ ವಿಕಾಸಗೊಳ್ಳುವಾಗ ಉಷ್ಣವನ್ನು ತನ್ನಿಂದ ಹೊರಗೆ ಬಿಟ್ಟುಕೊಡದೆ ಮತ್ತು ಹೊರಗಡೆಯಿಂದ ಉಷ್ಣವನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳದಿದ್ದರೆ ಇದನ್ನು ಸ್ಥಿರೋಷ್ಣವಿಕಾಸವೆನ್ನಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ವಿಕಾಸದಿಂದಾಗಿ ಅನಿಲದ ಅಣುಗಳು ಪರಸ್ಪರ ಹೊರಹೋಗುವುದರಿಂದ ಆಕರ್ಷಣಬಲದ ವಿರುದ್ಧ ಕೆಲಸ ಜರುಗುತ್ತದೆ. ಈ ಕಾರ್ಯಕ್ಕೆ ಅನಿಲದಲ್ಲಿನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನೇ ಉಪಯೋಗಿಸಿಕೊಳ್ಳುವುದರಿಂದ ಅನಿಲದ ಉಷ್ಣತೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗುವುದು.

ಸ್ಥಿರೋಷ್ಣ ವ್ಯತ್ಯಾಸಹೊಂದುವ ಅನಿಲದ ಒತ್ತಡ P ಮತ್ತು ಗಾತ್ರಗಳು V ಎಂಬುದು $PV=^{\gamma }K$ (ನಿಯತಾಂಕ) ಎಂಬ ಸೂತ್ರಕ್ಕನುಗುಣವಾಗಿ ವರ್ತಿಸುತ್ತವೆ. ಇಲ್ಲಿ $\gamma ={\frac {C_{P}}{C_{V}}}.C_{P}$ ಎಂಬುದು ನಿಯತ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿರುವ ಅನಿಲದ ಗ್ರಾಹ್ಯೋಷ್ಣ. C_v ಎಂಬುದು ನಿಯತ ಗಾತ್ರದಲ್ಲಿರುವ ಅನಿಲದ ಗ್ರಾಹ್ಯೋಷ್ಣ, ಆದರ್ಶ ಅನಿಲ ಸೂತ್ರವನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸಿಕೊಂಡು ಅನಿಲದ ಒತ್ತಡವನ್ನು P₁ ರಿಂದ P₂ ವಾಯುಮಾನಕ್ಕೆ ಇಳಿಸಿದರೆ ಉಂಟಾಗುವ ಉಷ್ಣತಾವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳನ್ನು ${\frac {T_{1}}{T_{2}}}=({\frac {P_{1}}{P_{2}}})^{\frac {\gamma -1}{\gamma }}$ ಎಂಬ ಸೂತ್ರದಿಂದ ತಿಳಿಯಬಹುದು; ಇದರಲ್ಲಿ T₁ ಎಂಬುದು ಪ್ರಾರಂಭದ ಉಷ್ಣತೆ T₂ ಎಂಬುದು ಅಂತಿಮ ಉಷ್ಣತೆ.

ಸ್ಥಿರೋಷ್ಣವಿಕಾಸಗೊಂಡ ಅನಿಲ ಸ್ವಲ್ಪ ಕೆಲಸ ಮಾಡುವಂತೆ ಮಾಡಿದರೆ ಆಗುವ ಉಷ್ಣತಾವ್ಯತ್ಯಾಸ ಜೌಲ್-ಥಾಮ್‍ಸನ್ ಪರಿಣಾಮದಿಂದುಂಟಾಗುವ ವ್ಯತ್ಯಾಸಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನದಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಸ್ಥಿರೋಷ್ಣವಿಕಾಸ ಮತ್ತು ಜೌಲ್-ಥಾಮ್‍ಸನ್ ಪರಿಣಾಮ ಇವೆರಡನ್ನೂ ಒಳಗೊಂಡು ಗಾಳಿಯ ದ್ರವೀಕರಣವನ್ನು ಕ್ಲಾಡೆ ಮತ್ತು ಹೆಲಾಂಟ್ ಮಾಡಿದರು.

ವಾತಾವರಣದಿಂದ ತೆಗೆದುಕೊಂಡ ಗಾಳಿಯನ್ನು ಸಂಮರ್ದಕಗಳ ಸಹಾಯದಿಂದ 40 ವಾಯುಮಾನಗಳವರೆಗೆ ಸಂಮರ್ದಿಸಿ A ಕೊಳವೆಯಲ್ಲಿ ಕೆಳನುಗ್ಗುವಂತೆ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ. A ಬಿಂದುವಿನಲ್ಲಿ ಈ ಗಾಳಿ ಎರಡು ಭಾಗವಾಗಿ ಬೇರ್ಪಟ್ಟು ಸ್ವಲ್ಪ ಭಾಗ B ವಿಕಾಸಯಂತ್ರಕ್ಕೂ ಉಳಿದ ಭಾಗ ನೇರವಾಗಿಯೂ ಮುಂದುವರಿಯುವುವು. ವಿಕಾಸಯಂತ್ರದೆಡೆಗೆ ನುಗ್ಗಿದ ಗಾಳಿಯ ಒತ್ತಡ ಹೆಚ್ಚುವುದು. ಕವಾಟದಲ್ಲಿ ಜೌಲ್-ಥಾಮ್‍ಸನ್ ಪರಿಣಾಮದಿಂದ ಗಾಳಿಯ ಉಷ್ಣತೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗುವುದು. ಈ ಗಾಳಿ ಒಳಬರುತ್ತಿರುವ ಗಾಳಿಯನ್ನು ತಂಪುಮಾಡುತ್ತ ಸಂಮರ್ದಕದ ಕಡೆ ಚಲಿಸುವುದು. ಸಂಮರ್ದಕದಿಂದ ಬರುವ ಗಾಳಿ ಕವಾಟಕ್ಕೆ ಹೋಗುವ ಮುನ್ನ I, II ಮತ್ತು III ಎಂಬ ಉಷ್ಣ ವಿನಿಮಯಕಾರಿಗಳ ಸಂಪರ್ಕದಲ್ಲಿ ತನ್ನ ಉಷ್ಣವನ್ನು ಕಡಿಮೆಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಮೊದಲನೆಯದರಲ್ಲಿ ಅದರ ಉಷ್ಣತೆ ಸುಮಾರು -80⁰ ಸೆ. ಇದ್ದು ಉಳಿದೆರಡರಲ್ಲಿ ಇನ್ನೂ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿ, ಅಲ್ಲಿನ ಒತ್ತಡ ಹೆಚ್ಚಿರುವುದರಿಂದ ಗಾಳಿಯ ಸ್ವಲ್ಪ ಭಾಗ ದ್ರವೀಕರಣಗೊಳ್ಳುತ್ತದಲ್ಲದೆ ಕವಾಟದಲ್ಲಿ ಜೌಲ್-ಥಾಮ್‍ಸನ್ ಪರಿಣಾಮದಂತೆ ವಿಕಾಸಹೊಂದಿ ಅದರ ಒತ್ತಡ 1 ವಾಯುಮಾನ ಆಗುವುದು. ದ್ರವದ ಸ್ವಲ್ಪ ಭಾಗ ಕವಾಟದ ಹತ್ತಿರ ಆವಿಯಾಗಿ ಉಳಿದ ದ್ರವ ಡಿವಾರ್ ಜಾಡಿಯಲ್ಲಿ ಶೇಖರಣೆಯಾಗುವುದು. ದ್ರವದ ಆವಿ ಮೇಲಕ್ಕೇರುವಾಗ ಕೆಳಬರುತ್ತಿರುವ ಗಾಳಿಯನ್ನು ಬಹುಪಾಲು ತಂಪುಮಾಡುವುದು.

ಕ್ಲಾಡೆ ದ್ರವೀಕಾರಿಗಿಂತ ಹೆಲಾಂಟ್ ದ್ರವೀಕಾರಿಯಲ್ಲಿ ಸ್ವಲ್ಪ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳು ಕಂಡುಬರುತ್ತವೆ. ಕ್ಲಾಡೆ ವಿಧಾನವನ್ನನುಸರಿಸಿ ರಷ್ಯದ ಕೆಪಿಟ್‍ಜ಼ಾ ಗಾಳಿ ದ್ರವೀಕಾರಿಗಳನ್ನು ರಚಿಸಿದ್ದಾನೆ. ಇದರಲ್ಲಿ 5.6-1.5 ವಾಯುಮಾನಗಳವರೆಗೆ ಒತ್ತಡ ವ್ಯತ್ಯಾಸ ಹೊಂದುವುದರಿಂದ ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು ನಡೆಸುವಾಗ ಅಪಾಯ ಉದ್ಭವಿಸುವುದಿಲ್ಲ.

ಜಲಜನಕ ದ್ರವೀಕರಣ

ಬಹುವರ್ಷಗಳವರೆಗೆ ಜಲಜನಕದ ದ್ರವೀಕರಣ ಬಹಳ ಕಷ್ಟವೆಂದೇ ತಿಳಿಯಲಾಗಿತ್ತು. ರೋಬ್ಲವ್‍ಸ್ಕಿಯವರು (Wroblewski) ಬಲು ಜಾಗರೂಕತೆಯಿಂದ ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು ಮಾಡಿ ಜಲಜನಕದ ಅವಧಿಕ ಉಷ್ಣತೆ -240⁰ ಸೆ. ಎಂದು ಅಂದಾಜು ಮಾಡಿದರು. ಓಲ್‍ಸ್ಜೆವ್‍ಸ್ಕಿ (Olszewski) ಎಂಬುವರು ಜಲಜನಕದ ವಿಪರ್ಯ ಉಷ್ಣತೆ -79⁰ ಸೆ. ಎಂದು ಪ್ರಯೋಗರೀತ್ಯಾ ಕಂಡುಹಿಡಿದರು. ಆದ್ದರಿಂದ ಜಲಜನಕವನ್ನು ದ್ರವ ಗಾಳಿಯಿಂದ -194⁰ ಸೆ. ಉಷ್ಣತೆಯವರೆಗೆ ತಂಪುಮಾಡಿ ಜೌಲ್-ಥಾಮ್‍ಸನ್ ಪರಿಣಾಮವನ್ನನುಸರಿಸಿ ಮತ್ತೆ ಪುನರಾವರ್ತಿತ ಶೈತ್ಯೀಕರಣದಿಂದ ದ್ರವಜಲಜನಕವನ್ನು ಪಡೆಯಬಹುದು. ಜೌಲ್-ಥಾಮ್‍ಸನ್ ಪರಿಣಾಮವನ್ನವಲಂಬಿಸಿ ಡಿವಾರ್ (1902), ಟ್ರ್ಯಾವರ್ಸ್ (1903), ನರ್ನಸ್ಟ್ (1911), ಓನ್ಸ್ (1906) ಮತ್ತು ಮೆಯಿಸ್‍ನರ್ (1925)-ಇವರು ಜಲಜನಕವನ್ನು ದ್ರವೀಕರಿಸಿದ್ದಾರೆ.

ಹೀಲಿಯಂ ದ್ರವೀಕರಣ

ಕೊನೆಯದಾಗಿ ದ್ರವೀಕರಣಮಾಡಿದ ಶಾಶ್ವತ ಅನಿಲವೆಂದರೆ ಹೀಲಿಯಂ. ಜಲಜನಕದ ದ್ರವೀಕರಣಕ್ಕಿಂತಲೂ ಹೀಲಿಯಂನ ದ್ರವೀಕರಣ ಮತ್ತೂ ಜಟಿಲವಾದುದೆಂದು ತಿಳಿಯಲಾಗಿತ್ತು. ಇದರ ದ್ರವೀಕರಣ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞರ ಮತ್ತು ಎಂಜಿನಿಯರುಗಳ ಒಂದು ಮಹಾ ಸಾಧನೆಗಳಲ್ಲೊಂದೆಂದು ಹೇಳಬಹುದು. ದ್ರವಜಲಜನಕವನ್ನು ಘನವನ್ನಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಿ ಆ ಉಷ್ಣತೆಗೆ ಹೆಚ್ಚು ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿರುವ ಹೀಲಿಯಂ ಅನಿಲವನ್ನು ತಂಪುಮಾಡಿ ತತ್‍ಕ್ಷಣ ವಿಕಾಸಗೊಳಿಸಿ ದ್ರವೀಕರಣಮಾಡಲು ಡಿವಾರ್ ಮಾಡಿದ ಪ್ರಯತ್ನ ವಿಫಲಗೊಂಡಿತು. ಇದೇ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಓಲ್‍ಸ್ಜೆವ್‍ಸ್ಕಿಯವರೂ ವಿಫಲಗೊಂಡರು. ಆದರೆ ಓನ್ಸ್‌ರವರು ತಮ್ಮ ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು ಕ್ರಮವಾಗಿ ಮಾಡಿ ಹೀಲಿಯಂ ಅನಿಲದ ಉತ್ಕಟ ನಿಯತಾಂಕಗಳು P ಎಂಬುದು 2.26⁰ ವಾಯುಮಾನಗಳು, T_c=5.25⁰ ಆ್ಯ. ಎಂದು ಕಂಡುಹಿಡಿದು ಹೀಲಿಯಂ ಅನಿಲದ ಅವಧಿಕ ಉಷ್ಣತೆ 35⁰ ಆ್ಯ. ಎಂಬುದಾಗಿ ನಿರ್ಧರಿಸಿದರು. ಆ ಪ್ರಕಾರ ಹೀಲಿಯಂ ಅನಿಲವನ್ನು ದ್ರವಜಲಜನಕದಿಂದ ಶೈತ್ಯೀಕರಿಸಿ ಲಿಂಡೆ ವಿಧಾನದಿಂದ 1908ರಲ್ಲಿ ದ್ರವೀಕರಿಸಿದರಲ್ಲದೆ ತಮ್ಮ ಉಪಕರಣ ಪುನಃ 1922ರಲ್ಲಿ ಸ್ವಲ್ಪ ಮಾರ್ಪಾಟು ಮಾಡಿದರು.

1934ರಲ್ಲಿ ಕೆಪಿಟ್‍ಜ಼ಾರವರು ಗಾಳಿಯನ್ನು ದ್ರವೀಕರಿಸಲು ಉಪಯೋಗಿಸುವ ಕ್ಲಾಡೆ ಮತ್ತು ಹೆಲಾಂಟ್ ವಿಧಾನದಿಂದ ಹೀಲಿಯಂ ಅನಿಲವನ್ನು ದ್ರವೀಕರಿಸಬಹುದೆಂದು ತೋರಿಸಿದರು. ಉಷ್ಣತೆ ಕಡಿಮೆಯಾದಂತೆ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಉಪಯೋಗಿಸುವ ಮೃದುಚಾಲಕಗಳೆಲ್ಲವೂ (ಲ್ಯೂಬ್ರಿಕೆಂಟ್ಸ್) ಘನರೂಪ ಹೊಂದುತ್ತಿದ್ದುದು ಈ ವಿಧಾನದಲ್ಲಿ ಎದುರಿಸಬೇಕಾಗಿದ್ದ ಸಮಸ್ಯೆ ಕೆಪಿಟ್‍ಜ಼ಾ ಸಂಮರ್ದಕದ ಕೊಂತಕ್ಕೆ ಯಾವ ಮೃದುಚಾಲಕವನ್ನೂ ಉಪಯೋಗಿಸಲಿಲ್ಲ. ತತ್ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಅನಿಲ ಕೊಂತ ಮತ್ತು ಸಿಲಿಂಡರಿನ ಮಧ್ಯವಿರುವ ಸಂದುಗಳಲ್ಲಿ ಹೊರಬರಬಹುದು. ವಿಕಾಸಯಂತ್ರದಲ್ಲಿ ವಿಕಾಸದ ಕಾಲ ಬಹಳ ಕಡಿಮೆಯಿರುವಂತೆ ಮಾಡಿದರೆ ಹೊರಹೋಗುವ ಅನಿಲದ ಪ್ರಮಾಣ ಕಡಿಮೆಯಿರುವಂತೆ ಮಾಡಬಹುದು. ಸ್ಥಿರೋಷ್ಣವಿಕಾಸದಿಂದ ತಂಪಾದ ಅನಿಲ ಕ್ಲಾಡೆ ವಿಧಾನದಂತೆಯೇ ಅತಿ ಒತ್ತಡದ ಅನಿಲವನ್ನು ಶೈತ್ಯೀಕರಿಸುವುದು. ಶೈತ್ಯೀಕರಣಹೊಂದಿ ಅಲ್ಪದ್ರವೀಕರಣಹೊಂದಿದ ಮೇಲೆ ದ್ರವಹೀಲಿಯಂ ಸಂಮರ್ದಕದ ಕೊಂತ ಮತ್ತು ಸಿಲಿಂಡರ್‌ಗಳ ಮಧ್ಯೆ ಮೃದುಚಾಲಕದಂತೆ ವರ್ತಿಸುವುದು. ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಅನಿಲ ಜೌಲ್-ಥಾಮ್‍ಸನ್ ವಿಕಾಸದಿಂದ ದ್ರವೀಕರಣಗೊಳ್ಳುವುದು.

ಮೇಲಿನ ವಿಧಾನದಲ್ಲಿ ಹೀಲಿಯಂ ಅನಿಲವನ್ನು ದ್ರವಜಲಜನಕದಿಂದ ಮೊದಲೇ ತಂಪುಮಾಡಬೇಕಾಗಿಲ್ಲ. ಇದನ್ನೇ ಮುಂದುವರಿಸಿ 1947ರಲ್ಲಿ ಕಾಲಿನ್ಸ್ ಹೀಲಿಯಂ ದ್ರವೀಕರಣ ಯಂತ್ರಗಳನ್ನು ರಚಿಸಿ ಮಾರಾಟಕ್ಕಿಟ್ಟರು. ಕಾಲಿನ್ಸ್ ದ್ರವೀಕಾರಿಯಲ್ಲಿ ಗಂಟೆಗೆ ಸುಮಾರು 0.7-1.3 ಲೀಟರ್‌ನಷ್ಟು ದ್ರವಹೀಲಿಯಂ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವುದು. ಇದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪರಮಾಣದ ದ್ರವಹೀಲಿಯಂ ಉತ್ಪತ್ತಿಮಾಡುವ ಹೀಲಿಯಂ ದ್ರವೀಕಾರಿಗಳನ್ನು ಪ್ರಪಂಚದ ವಿವಿಧ ಪ್ರಯೋಗಶಾಲೆಗಳಲ್ಲಿ ನಿರ್ಮಿಸಲಾಗಿದೆ.

ಹೊರಗಿನ ಕೊಂಡಿಗಳು

• Liquefaction of Gases
• History of Liquefying Hydrogen - NASA Archived 2009-12-22 ವೇಬ್ಯಾಕ್ ಮೆಷಿನ್ ನಲ್ಲಿ.

ವಿಕಿಸೋರ್ಸ್ ನಲ್ಲಿ ಲಭ್ಯವಿರುವ ಲೇಖನದ ವಿಷಯವನ್ನು ಇಲ್ಲಿ ಅಳವಡಿಸಲಾಗಿದೆ:

ಮೈಸೂರು ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯ ವಿಶ್ವಕೋಶ/ಅನಿಲ ದ್ರವೀಕರಣ