Časová osa nízkoteplotní technologie - Timeline of low-temperature technology
Dále je časová osa z nízkoteplotní techniky a kryogenní techniky ( chlazení až do -273.15 ° C, -459.67 ° C nebo 0 K). Uvádí také důležité milníky v termometrii , termodynamice , statistické fyzice a kalorimetrii , které byly zásadní při vývoji nízkoteplotních systémů.
Před 19. stoletím
- C. 1700 před naším letopočtem - Zimri-Lim , vládce Mari v Sýrii, velel výstavbě jedné z prvních ledových domů poblíž Eufratu .
- C. 500 př. Nl - Yakhchal (což v perštině znamená „ledová jáma“) je starověký perský typ chladničky. Konstrukce byla vytvořena z malty odolné proti přenosu tepla ve tvaru kopule. Sníh a led byly skladovány pod zemí, což účinně umožňovalo přístup k ledu i v horkých měsících a umožňovalo delší uchování potravin . Badgir byl často spojován s yakhchalem , aby zpomalil tepelné ztráty. Moderní chladničky se v perštině stále nazývají yakhchal.
- C. 60 nl - Hrdina Alexandrie věděl o zásadě, že určité látky, zejména vzduch, se rozpínají a smršťují, a popsal demonstraci, při které měla uzavřená trubice částečně naplněná vzduchem svůj konec v nádobě s vodou. Expanze a kontrakce vzduchu způsobila, že se poloha rozhraní voda / vzduch pohybovala po trubici. Jednalo se o první zavedený princip chování plynu v závislosti na teplotě a princip prvních teploměrů později. Tato myšlenka by ho mohla předcházet ještě více ( Empedocles of Agrigentum ve své knize o přírodě před naším letopočtem 460 let).
- 1396 nl - Sklady ledu zvané „Dong-bing-go-tango“ (v korejštině „východní sklad ledu“) a Seo-bing-go („sklad západního ledu“) byly postaveny v Han-Yang (v současnosti Soul) , Korea). V budovách byl led, který se v lednu shromáždil ze zamrzlé řeky Han (podle lunárního kalendáře). Sklad byl dobře izolovaný a poskytoval královským rodinám led do letních měsíců. Tyto sklady byly uzavřeny v roce 1898 nl, ale budovy jsou v Soulu stále neporušené.
- 1593 - Galileo Galilei staví první moderní termoskop . Je ale možné, že vynález vytvořil Santorio Santorio nebo samostatně přibližně ve stejnou dobu Cornelis Drebbel . Princip činnosti byl znám ve starověkém Řecku .
- C. 1611 -1613 - Francesco Sagredo nebo Santorio Santorio , položili číselnou stupnici na termoskop.
- 1617 - Giuseppe Biancani zveřejňuje první jasný diagram termoskopu
- 1638 - Robert Fludd popisuje teploměr se stupnicí pomocí principu vzduchového teploměru se sloupcem vzduchu a kapalné vody.
- 1650 - Otto von Guericke navržena a postavena jako první na světě vývěvu a vytvořil jako první na světě vůbec vakuově známý jako polokoule Magdeburských vyvrátit Aristotela ‚s dlouho-držel domněnku, že‘ příroda oškliví vakuum ‘.
- 1656 - Robert Boyle a Robert Hooke postavili na tomto designu vzduchové čerpadlo .
- 1662 - Boyleův zákon (zákon o plynu týkající se tlaku a objemu) je demonstrován pomocí vakuové pumpy
- 1665 - Boyle teoretizuje minimální teplotu v nových experimentech a pozorováních dotýkajících se chladu .
- 1679 - Denis Papin - bezpečnostní ventil
- 1702 - Guillaume Amontons nejprve vypočítá absolutní nulu na –240 ° C pomocí vzduchového teploměru podle vlastního vynálezu (1702), přičemž teoreticky v tomto bodě dosáhne plyn nulového objemu a nulového tlaku.
- 1714 - Daniel Gabriel Fahrenheit vynalezl první spolehlivý teploměr, který místo směsí alkoholu a vody používal rtuť
- 1724 - Daniel Gabriel Fahrenheit navrhuje stupnici Fahrenheita, která má jemnější měřítko a lepší reprodukovatelnost než konkurenti.
- 1730 - René Antoine Ferchault de Réaumur vynalezl alkoholový teploměr a teplotní stupnice se nakonec ukázala jako méně spolehlivá než rtuťový teploměr Fahrenheit.
- 1742 - Anders Celsius navrhl stupnici s nulou v bodě varu a 100 stupňů v bodě mrazu vody. Později to bylo změněno, aby to bylo naopak, na základě podnětu od Švédské akademie věd.
- 1755 - William Cullen pomocí pumpy vytvořil částečné vakuum nad nádobou s diethyletherem , která se poté vařila a absorbovala teplo z okolního vzduchu.
- 1756 - první zdokumentovaná veřejná demonstrace umělého chlazení od Williama Cullena
- 1782 - Antoine Lavoisier a Pierre-Simon Laplace vynalezli ledový kalorimetr
- 1784 - Gaspard Monge zkapalnil první plyn produkující kapalný oxid siřičitý .
- 1787 - Charlesův zákon (zákon o plynu, vztahující se k objemu a teplotě)
19. století
- 1802 - John Dalton napsal „redukovatelnost všech elastických tekutin jakéhokoli druhu na kapaliny“
- 1802 - Gay-Lussacův zákon (zákon o plynu, týkající se teploty a tlaku).
- 1803 - Domácí lednice
- 1803 - Thomas Moore z Baltimoru, MD, obdržel patent na chlazení.
- 1805 - Oliver Evans navrhl první chladicí stroj s uzavřeným okruhem založený na chladicím cyklu s kompresí par .
- 1809 - Jacob Perkins patentoval první chladicí stroj
- 1810 - John Leslie zmrazí vodu na led pomocí vzduchové pumpy .
- 1811 - Avogadrov zákon a zákon o plynu
- 1823 - Michael Faraday zkapalnil amoniak, aby způsobil ochlazení
- 1824 - Sadi Carnot - Carnotův cyklus
- 1834 - Zákon o ideálním plynu od Émile Clapeyrona
- 1834 - Émile Clapeyron charakterizuje fázové přechody mezi dvěma fázemi ve formě Clausius-Clapeyronova vztahu .
- 1834 - Jacob Perkins získal první patent na chladicí systém s kompresí par .
- 1834 - Jean-Charles Peltier objevuje Peltierův jev
- 1844 - Charles Piazzi Smyth navrhuje komfortní chlazení
- c.1850 - Michael Faraday vytváří hypotézu, že zmrazení látek zvyšuje jejich dielektrickou konstantu.
- 1851 - John Gorrie patentoval svůj mechanický chladicí stroj v USA na výrobu ledu k ochlazení vzduchu
- 1852 - James Prescott Joule a William Thomson, 1. baron Kelvin, objevili Joule – Thomsonův efekt
- 1856 - James Harrison patentoval éterový kompresní chladicí systém kapalina-pára a vyvinul první praktickou místnost na výrobu ledu a chlazení pro použití v pivovarnictví a balení masa v Geelong , Victoria, Austrálie.
- 1856 - August Krönig zjednodušující základy kinetické teorie plynů .
- 1857 - Rudolf Clausius vytváří sofistikovanou teorii plynů založenou na všech stupních volnosti a také odvozuje vztah Clausius-Clapeyron ze základních principů.
- 1857 - Carl Wilhelm Siemens , cyklus společnosti Siemens
- 1858 - Julius Plücker poprvé pozoroval určitý čerpací efekt způsobený elektrickým výbojem.
- 1859 - James Clerk Maxwell určuje rozložení rychlostí a kinetických energií v plynu a vysvětluje vznikající vlastnost teploty a tepla a vytváří první zákon statistické mechaniky.
- 1859 - Ferdinand Carré - první chladicí systém s absorpcí plynu využívající plynný amoniak rozpuštěný ve vodě (označovaný jako „aqua amoniak“)
- 1862 - Alexander Carnegie Kirk vynalezl stroj vzduchového cyklu
- 1864 - Charles Tellier patentoval chladicí systém využívající dimethylether
- 1867 - Thaddeus SC Lowe patentoval chladicí systém využívající oxid uhličitý a v roce 1869 vyrobil stroj na výrobu ledu pomocí suchého oxidu uhličitého. Ve stejném roce koupil Lowe parník a umístil na něj kompresorové chladicí zařízení pro přepravu zmrazeného masa.
- 1869 - Charles Tellier nainstaloval chladírenský závod ve Francii.
- 1869 - Thomas Andrews objevil existenci kritického bodu v tekutinách.
- 1871 - Carl von Linde postavil svůj první kompresní stroj na amoniak .
- ca 1873 - Van der Waals publikuje a navrhuje model skutečného plynu pojmenovaný později Van der Waalsovou rovnicí .
- 1875 - Raoul Pictet vyvíjí chladicí stroj využívající oxid siřičitý k boji proti vysokotlakým problémům s amoniakem při použití v tropickém podnebí (zejména za účelem přepravy masa).
- 1876 - Carl von Linde patentoval zařízení na zkapalňování vzduchu pomocí expanzního procesu Joule Thomson a regenerativního chlazení
- 1877 - Raoul Pictet a Louis Paul Cailletet , pracující samostatně, vyvinuli dvě metody zkapalňování kyslíku .
- 1879 - Bell-Coleman stroj
- 1882 - William Soltau Davidson namontoval kompresní chladicí jednotku na novozélandskou loď Dunedin
- 1883 - Zygmunt Wróblewski kondenzuje experimentálně užitečné množství kapalného kyslíku
- 1885 - Zygmunt Wróblewski publikoval kritickou teplotu vodíku jako 33 K; kritický tlak, 13,3 atmosfér; a bod varu, 23 K.
- 1888 - Loftus Perkins vyvíjí studenou komoru „ Arktos “ pro konzervování potravin pomocí systému včasné absorpce amoniaku.
- 1892 - James Dewar vynalezl vakuově izolovanou, postříbřenou skleněnou Dewarovu baňku
- 1895 - Carl von Linde žádá o patentovou ochranu Hampson – Lindeova cyklu pro zkapalňování atmosférického vzduchu nebo jiných plynů (schváleno v roce 1903).
- 1898 - James Dewar kondenzuje kapalný vodík pomocí regenerativního chlazení a svého vynálezu, vakuové baňky .
20. století
- 1905 - Carl von Linde získává čistý kapalný kyslík a dusík .
- 1906 - Willis Carrier patentuje základ moderní klimatizace .
- 1908 - Heike Kamerlingh Onnes zkapalňuje hélium .
- 1911 - Heike Kamerlingh Onnes zveřejňuje svůj výzkum kovového nízkoteplotního jevu charakterizovaného bez elektrického odporu, který mu říká supravodivost .
- 1915 - Wolfgang Gaede - difúzní čerpadlo
- 1920 - Edmund Copeland a Harry Edwards používají v malých ledničkách izobutan .
- 1922 - Baltzar von Platen a Carl Munters vynalezli 3 absorpční chladič kapalin, poháněný výhradně teplem.
- 1924 - Fernand Holweck - čerpadlo Holweck
- 1926 - Albert Einstein a Leó Szilárd vynalezli Einsteinovu lednici .
- 1926 - Willem Hendrik Keesom zpevňuje hélium.
- 1926 - General Electric Company představila první hermetickou kompresorovou ledničku
- 1929 - David Forbes Keith z Toronta v Ontariu v Kanadě obdržel patent na Icy Ball, který pomohl stovkám tisíc rodin přes Dirty Thirties .
- 1933 - William Giauque a další - adiabatické demagnetizační chlazení
- 1937 - Petr Leonidovič Kapitsa , John F. Allen a Don Misener objevili supratekutost pomocí helia-4 při 2,2 K
- 1937 - Frans Michel Penning vynalezl typ vakuometru se studenou katodou známého jako Penningův měřič
- 1944 - Manne Siegbahn , čerpadlo Siegbahn
- 1949 - SG Sydoriak, ER Grilly, EF Hammel, první měření na čistém 3He v rozsahu 1 K
- 1951 - Heinz London vynalezl princip ředicí chladničky
- 1955 - koncept turbomolekulárního čerpadla Willi Becker
- 1956 - GK Walters, WM Fairbank, objev fázové separace ve směsích 3He-4He
- 1957 - Lewis D. Hall, Robert L. Jepsen a John C. Helmer iontová pumpa založená na Penningově výboji
- 1959 - Kleemenko cyklus
- 1965 - DO Edwards a další, objev konečné rozpustnosti 3He ve 4He při 0K
- 1965 - P. Das, R. de Bruyn Ouboter, KW Taconis, jednorázová ředicí chladnička
- 1966 - HE Hall, PJ Ford, K. Thomson, chladnička s kontinuálním ředěním
- 1972 - David Lee , Robert Coleman Richardson a Douglas Osheroff objevili supratekutost v heliu-3 při 0,002 K.
- 1973 - Lineární kompresor
- 1978 - Laserové chlazení bylo prokázáno ve skupinách Wineland a Dehmelt.
- 1983 - Pulzní trubicová chladnička typu clony vynalezená Mikulinem, Tarasovem a Shkrebyonockem
- 1986 - Karl Alexander Müller a J. Georg Bednorz objevili vysokoteplotní supravodivost
- 1995 - Eric Cornell a Carl Wieman vytvářejí první kondenzát Bose – Einstein pomocí zředěného plynu Rubidium-87 ochlazeného na 170 nK. V roce 2001 získali Nobelovu cenu za fyziku za BEC.
- 1999 - DJ Cousins a další, ředicí chladnička dosahující 1,75 mK
- 1999 - Současná světová rekordní nejnižší teplota byla stanovena na 100 pikokelvinů (pK), neboli 0,000 000 000 1 kelvinu, ochlazováním jaderných spinů v kusu rhodiového kovu.
21. století
- 2000 - Byly hlášeny teploty jaderného spinu pod 100 pK pro experiment v laboratoři nízkých teplot Helsinské univerzity v Espoo ve Finsku . To však byla teplota jednoho konkrétního stupně volnosti - kvantová vlastnost zvaná nukleární spin - ne celková průměrná termodynamická teplota pro všechny možné stupně volnosti.
- 2014 - Vědci ve spolupráci CUORE na Laboratori Nazionali del Gran Sasso v Itálii ochladili měděnou nádobu o objemu jednoho metru krychlového na 0,006 kelvinů (-273,144 ° C; -459,659 ° F) po dobu 15 dnů, čímž vytvořili rekord pro nejnižší teplota ve známém vesmíru na tak velkém souvislém objemu
- 2015 - Experimentální fyzici na Massachusettském technologickém institutu (MIT) úspěšně ochladili molekuly v plynu sodíku draselném na teplotu 500 nanokelvinů a očekává se, že projeví exotický stav hmoty ochlazením těchto molekul o něco dále.
- 2015 - Tým atomových fyziků ze Stanfordské univerzity použil techniku čočkových vln k ochlazení vzorku atomů rubidia na efektivní teplotu 50 pK ve dvou prostorových rozměrech.
- 2017 - Cold Atom Laboratory (CAL), experimentální přístroj vypuštěný na Mezinárodní vesmírnou stanici (ISS) v roce 2018. Přístroj vytváří extrémně chladné podmínky v prostředí mikrogravitace ISS, což vede k tvorbě kondenzátů Bose Einstein, které jsou o něco chladnější než ty, které jsou vytvořeny v laboratořích na Zemi. V této vesmírné laboratoři se předpokládá, že je možné dosáhnout až 20 sekund interakčních časů a tak nízkých teplot, jako je teplota 1 pikokelvinu ( K), což by mohlo vést k prozkoumání neznámých kvantově mechanických jevů a vyzkoušet některé z nejzákladnějších zákonů fyziky .
Viz také
- Seznam časových os
- Zkapalňování plynů
- Historie supravodivosti
- Historie termodynamiky
- Časová osa technologie měření teploty a tlaku
- Časová osa termodynamiky, statistické mechaniky a náhodných procesů
- Průmyslový plyn