นิรนาม

ผู้เขียน : นิรนาม

อัพเดท: 15 ม.ค. 2015 08.26 น. บทความนี้มีผู้ชม: 636552 ครั้ง

www.thummech.com
คือการทำความเย็นที่เข้าใกล้ หรือถึงอุณหภูมิของศูนย์องศาสัมบูรณ์ ความเย็นระดับนี้เป็นความเย็นที่เซลล์ของสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ จะหยุดการเคลื่อนไหว ถ้ากล่าวอย่างง่าย ๆ ก็คือความตาย ที่ยิ่งกว่าความตายเสียอีก


1 บทนำ

ความเย็นเหนือเย็น

ไครโอเจนิกส์เบื้องต้น (Fundamental of Cryogenics)

25769_ice crystal1.JPG

 

บทนำ

ในความหมายของไครโอเจนิกส์ เป็นการทำความเย็นชนิดหนึ่ง แต่แตกต่างจากการทำความเย็นโดยทั่วไป กล่าวคือ การทำความเย็นที่เราพบเห็นโดยทั่วไปอุณหภูมิจะลดต่ำลงไม่มาก เมื่อเทียบสถานะของการทำความเย็นแบบไครโอเจนิกส์ อุณหภูมิที่ทำสามารถทำได้ต่ำกว่า -150°C (-238°F)

                สถานะในการทำความเย็นแบบไครโอเจนนิกส์นั้น (ต่ำกว่า-150°C) จะมีผลต่อโครงสร้างวัสดุอย่างมาก ยกตัวอย่างเช่น เหล็กกล้าคาร์บอนเมื่อถูกอุณหภูมิที่ต่ำมาก ๆ โครงสร้างภายในจะเปลี่ยนแปลงไปทำให้เหล็กกล้านั้นมีความเปราะ จนถึงมีการแตกร้าวในเนื้อวัสดุได้

 

ความเป็นมา

                แนวคิดทฤษฏีของไครโอเจนิกส์เริ่มต้นในช่วงทศวรรษ 1860 เป็นแนวคิดการลดอุณหภูมิของก๊าซให้มีความเย็นใกล้อุณหภูมิของจุดวิกฤติ จนสถานะของก๊าซนั้นเป็นของเหลว ตัวอย่างก๊าซที่มีความคิดที่จะลดอุณหภูมิให้เป็นของเหลว เช่น ออกซิเจน (O2) ไนโตรเจน (N2)

                ในปี 1877 ชาลเลทท์ (Cailiet) นักวิทยาศาสตร์ของประเทศฝรั่งเศส และ พิคเต็ต (Pictet) นักวิทยาศาสตร์ของประเทศสวิตเซอร์แลนด์ ทั้งคู่ได้ร่วมกันทำให้ออกซิเจนนั้นเป็นของเหลวได้เป็นผลสำเร็จ งานของพวกเขาได้ทำการทดลองก๊าซออกซิเจน ศึกษาพฤติกรรมจุดเดือด และจุดหลอมเหลวของก๊าซ ศึกษาการทำความเย็น การแลกเปลี่ยนความร้อนของสาร

                 ในปี 1892 ดีวอร์ (Dewar) ได้พัฒนาถังเก็บบรรจุก๊าซที่มีความเย็นต่ำ ประกอบไปด้วย ผนังแก้วจำนวน 2 ชั้น ภายในเป็นสุญญากาศ ผนังภายในจะเคลือบด้วยเงิน ทำให้เก็บความเย็นได้นานขึ้น ก๊าซที่เขาเก็บจะเป็นก๊าซฮีเลียม (He) และเขาใช้ก๊าซไนโตรเจนเหลวมาป้องกันการแผ่รังสีความร้อน

                ทฤษฏีการทำความเย็นโดยใช้อุปกรณ์ทางกล มี คาร์ล วอน ลินเด (Carl Von Linde) ในปี 1870 เขาได้เขียนหนังสือออกมา “การใช้วิธีการทางกล ในการดึงเอาความร้อนออกมาจากสาร จนสารมีอุณหภูมิต่ำ” โรงงานต้มเหล้าที่ออสเตรีย ได้นำการออกแบบความเย็นของเขามาใช้ในการผลิตเหล้า 11 ปี หลังจากนั้นมีโรงงานมากกว่า 1000 แห่ง นำอุปกรณ์ความเย็นที่เขาได้ออกแบบมาใช้ในโรงงาน ลินเดได้ทำการศึกษาอย่างต่อเนื่องเกี่ยวกับหลักการของอุณหพลศาสตร์(Thermodynamics) และงานของทอมสัน และจูล ในปี 1895 ลินเด ได้ประดิษฐ์อุปกรณ์ที่สามารถทำให้อากาศเป็นของเหลวได้ ซึ่งเป็นการเตรียมการเอาไว้ในการที่จะทำให้ก๊าซออกซิเจนเป็นของเหลวต่อไป

                กระบวนการในการทำให้เป็นของเหลวของลินเด ขึ้นอยู่กับก๊าซที่มีความดันสูง และผลของจูล-ทอมสัน แต่เป็นที่น่าเสียดายที่ว่ากระบวนการนี้มีอัตราการสูญเสียพลังงานที่มากเกินไป

                ในปี 1902 จอร์จ คลอท (George Claude) นักวิทยาศาสตร์ของฝรั่งเศส ได้พัฒนา เครื่องอัดแบบลูกสูบ ที่ทำให้อากาศเป็นของเหลว โดยออกมาเป็นงานทางกล กระบวนการนี้ให้ประสิทธิภาพทางด้านพลังงานมากกว่า และทำงานที่ความดันต่ำ อากาศที่เป็นของเหลวถูกสร้างขึ้นในกระบวนการนี้ ในภายหลัง ได้ตั้งเป็นบริษัท แอร์โค (Airco)


บทความนี้เกิดจากการเขียนและส่งขึ้นมาสู่ระบบแบบอัตโนมัติ สมาคมฯไม่รับผิดชอบต่อบทความหรือข้อความใดๆ ทั้งสิ้น เพราะไม่สามารถระบุได้ว่าเป็นความจริงหรือไม่ ผู้อ่านจึงควรใช้วิจารณญาณในการกลั่นกรอง และหากท่านพบเห็นข้อความใดที่ขัดต่อกฎหมายและศีลธรรม หรือทำให้เกิดความเสียหาย หรือละเมิดสิทธิใดๆ กรุณาแจ้งมาที่ ht.ro.apt@ecivres-bew เพื่อทีมงานจะได้ดำเนินการลบออกจากระบบในทันที