5.奇妙的超低溫世界 教案

ⅲ.超低溫技術發展的歷史概況
1877 年法國的 caillet 有史以來第一次液化空氣。 同年瑞士日內瓦的畢克替 (pictet) 制成液化氧氣。
1880 年波蘭創辦世界第一個低溫研究所。
1890 年杜而 (dewar) 首次制成真空隔熱低溫容器 (vacuum insulated vessel) 為裝備低溫液體之用。
1898 年杜而第一次制成液化氫氣。
1908 年歐尼斯首次液化氨氣，為超低溫工程創下新紀元。
1911 年歐尼斯發現超導電性 (superconductivity) 。
1942 年德國首次放射 v-2 武器系統，創下火箭紀元 ( 用 25 ％液態氧及 75 ％酒精混合物為燃料 ) 。
1952 年美國國家標準局在柯羅拉多州的保德爾開設一個超低溫實驗所 cryogenie engineering laboratory 從事收集及研究發展低溫物性、化性的數據與資料。
1959 年美國太空總署 (nasa) 的大型液化氫氣制造廠在加州完工。
1968 年美國的醫學博士庫波利用低溫外科手術首次進行腦癌開刀手術，并獲得成功。
美國阿波羅登月球研究計劃完成 (post appolo) 以后，政府補助的研究預算大量削減，很多靠政府生意起家的低溫工業公司都紛紛往工業用液化氣方面發展。諸如化學工業、電子工業、制鋼工業都要消耗大量的液化氧、氮、氫、氦等。另一重要工業與低溫工程相關的是液化天然氣，因天然氣產地與工業消耗地往往距離很遠，若以氣態運輸則在技術與經濟上都不切實際，所以必須先經液化以減小其體積，運輸起來效率才高。如此，則低溫液化工程成為很重要的一環。其他液化氫氣也被考慮為將來最具實用價值而無公害的燃料，將來低溫工程的發展，一定有不可或缺的重要地位。 1972 年，全美國低溫工業的營業額已超過十億美元。
ⅳ.應用在低溫工程上的主要學科
v .超低溫工程應用的范圍
下列應用低溫工程的實例及將來性：
1 .火箭推動系統 (rocket propulsion system)
——一般用液化氫為燃料而以液化氧為助燃劑。
2 .低溫物理與化學——如利用氫氣泡室 (hydrogenbubble chamber) 在高能量物理 physics) 的研究。在化學實驗中也利用低溫紅外線 (1r) 及 spectrometry 方面的研究。 (hishenergy
3 .電子學 (electronics) 及核子工程 (nucleaterpneering) 方面的應用——如微波激射 (maser) 必須在液化氮或液化氮低溫下施行以收實效。中子撞擊 (neutron bombardment) 亦在超低溫下施行， 以備發展應用在反應爐中。
4 .超導性及磁性 (superconductivity and magnet) ——如已發展的超導性磁具可以在 1 . 5 時的空間中產生 30000 高斯的磁場圈。普通要產生同樣磁場圈若不用超導性物質則要 7 英尺直徑， 5 英尺長及 45 噸的重量的電磁鐵，費電 150 千瓦。標準的超導性磁具的直徑僅 3-4 英寸，長 4-5 英寸，而重量只不過幾磅而已。
5 .生物及醫工方面的應用——有一門利用低溫的生物學 (cryobiology) 目前正被注意。一種用液化氮冷凍的器具，可以用來保藏血液、皮膚及骨髓等。將來剛死的人的內臟也可以用超低溫下保存，以待醫師們移植到需要此臟器的病人身上。
6 .食品保存與運輸——利用液化氮氣與新鮮食品如魚、蝦、 肉等面接觸，使其表面在瞬間被凍結，而把美味及香氣包藏在食物里面，如此運輸到消費市場再解凍，則食品仍恢復新鮮一般。用液化氮的好處是在于瞬間冰凍。