5.奇妙的超低温世界 教案

ⅲ.超低温技术发展的历史概况
1877 年法国的 caillet 有史以来第一次液化空气。 同年瑞士日内瓦的毕克替 (pictet) 制成液化氧气。
1880 年波兰创办世界第一个低温研究所。
1890 年杜而 (dewar) 首次制成真空隔热低温容器 (vacuum insulated vessel) 为装备低温液体之用。
1898 年杜而第一次制成液化氢气。
1908 年欧尼斯首次液化氨气，为超低温工程创下新纪元。
1911 年欧尼斯发现超导电性 (superconductivity) 。
1942 年德国首次放射 v-2 武器系统，创下火箭纪元 ( 用 25 ％液态氧及 75 ％酒精混合物为燃料 ) 。
1952 年美国国家标准局在柯罗拉多州的保德尔开设一个超低温实验所 cryogenie engineering laboratory 从事收集及研究发展低温物性、化性的数据与资料。
1959 年美国太空总署 (nasa) 的大型液化氢气制造厂在加州完工。
1968 年美国的医学博士库波利用低温外科手术首次进行脑癌开刀手术，并获得成功。
美国阿波罗登月球研究计划完成 (post appolo) 以后，政府补助的研究预算大量削减，很多靠政府生意起家的低温工业公司都纷纷往工业用液化气方面发展。诸如化学工业、电子工业、制钢工业都要消耗大量的液化氧、氮、氢、氦等。另一重要工业与低温工程相关的是液化天然气，因天然气产地与工业消耗地往往距离很远，若以气态运输则在技术与经济上都不切实际，所以必须先经液化以减小其体积，运输起来效率才高。如此，则低温液化工程成为很重要的一环。其他液化氢气也被考虑为将来最具实用价值而无公害的燃料，将来低温工程的发展，一定有不可或缺的重要地位。 1972 年，全美国低温工业的营业额已超过十亿美元。
ⅳ.应用在低温工程上的主要学科
v .超低温工程应用的范围
下列应用低温工程的实例及将来性：
1 .火箭推动系统 (rocket propulsion system)
——一般用液化氢为燃料而以液化氧为助燃剂。
2 .低温物理与化学——如利用氢气泡室 (hydrogenbubble chamber) 在高能量物理 physics) 的研究。在化学实验中也利用低温红外线 (1r) 及 spectrometry 方面的研究。 (hishenergy
3 .电子学 (electronics) 及核子工程 (nucleaterpneering) 方面的应用——如微波激射 (maser) 必须在液化氮或液化氮低温下施行以收实效。中子撞击 (neutron bombardment) 亦在超低温下施行， 以备发展应用在反应炉中。
4 .超导性及磁性 (superconductivity and magnet) ——如已发展的超导性磁具可以在 1 . 5 时的空间中产生 30000 高斯的磁场圈。普通要产生同样磁场圈若不用超导性物质则要 7 英尺直径， 5 英尺长及 45 吨的重量的电磁铁，费电 150 千瓦。标准的超导性磁具的直径仅 3-4 英寸，长 4-5 英寸，而重量只不过几磅而已。
5 .生物及医工方面的应用——有一门利用低温的生物学 (cryobiology) 目前正被注意。一种用液化氮冷冻的器具，可以用来保藏血液、皮肤及骨髓等。将来刚死的人的内脏也可以用超低温下保存，以待医师们移植到需要此脏器的病人身上。
6 .食品保存与运输——利用液化氮气与新鲜食品如鱼、虾、 肉等面接触，使其表面在瞬间被冻结，而把美味及香气包藏在食物里面，如此运输到消费市场再解冻，则食品仍恢复新鲜一般。用液化氮的好处是在于瞬间冰冻。