这也是氢气和氦气为什么在当时没有被液化的原因 ， 因为这两种气体的反转温度都比室温要低得多 ， 所以就算能够使它们在室温环境中膨胀 ， 温度也只会升高 ， 而无法降低 ， 自然也就不能被冷却成液态 。
如何用“土法制冷”挑战绝对零度
成功将氢气液化的人是苏格兰科学家詹姆斯·杜瓦 。 科学家们曾经认为 ， 想要将氢气液化 ， 环境温度必须要低于或等于-250℃ 。 在当时 ， 无论是设备和技术都远远无法达到这个条件 。 为此 ， 杜瓦进行了新设备的研究和发明 ， 同时也为后来的相关研究奠定了基础 。
Tips：詹姆斯·杜瓦爵士Sir James Dewar ， 1842年9月20日-1923年3月27日苏格兰物理学家 ， 化学家 ， 发明家 。
杜瓦设计的方法其实原理很简单 ， 这也是被人们看作“大力出奇迹”的一个实验 。 在杜瓦的方案中 ， 首先将一种能够在常温环境下液化的气体液化 ， 再让它膨胀降低温度 ， 利用这个低温再去冷却下一种液体 ， 以此类推不断循环下去 ， 最终就能够获得一个足够使氢气液化的温度 。
在杜瓦之前 ， 其实就已经有人提出过这样的方案了 ， 但是杜瓦是第一个把理论变成现实的人 ， 因为他突破了仪器设备的桎梏 。 杜瓦通过氯甲烷、乙烯、氧气、氢气这样的串联方式制出了20立方厘米的液氢 ， 存储这些液氢的容器承受的压力达到了180个大气压 ， 温度降低到了-205℃ 。 之后 ， 杜瓦又继续将液氢进行膨胀降温 ， 最后使温度下降到了-252℃ ， 这已经是远远超越前人的一项研究成果了 。
Tips：液氢是由氢气经过降温而得到的液体 ， 是一种无色、无味的高能低温液体燃料 。 一个大气压下的正常氢沸点为20.37 K ， 凝固点为13.96 K ， 密度为 70.85 kg/m 。
但是 ， 这个实验顺利结束之后没过多久 ， 惰性气体氦气就被发现了 。 这也就意味着 ， 对绝对零度的挑战还能够再上一个台阶 。 在莱顿大学 ， 海克·卡末林·昂内斯和他的同事们与世界各地的其他人竞相开发液化氦气的技术 。 经过多次的失败之后 ， 他们终于成功了 。 荷兰国家科学和医学史博物馆布尔哈夫博物馆馆长德克范代尔夫特说 ， 在当时 ， 莱顿短暂地成为了地球上最冷的地方 。
Tips：莱顿是荷兰西部城市 。 在海牙东北16公里 。 人口11.7万 。 公元922年见于记载 ， 十二世纪城市环绕城堡发展 ， 1266年建市 。 十四世纪纺织和印刷业发达 。
昂内斯的成功其实归功于最早的大功率制冷形式之一 。 昂内斯实验室和现在世界各地实验室的冷却系统循环工作就和冰箱的原理一样 ， 冷却过程本身类似于我们平时对着热水吹气使其冷却 。 当人吹气时 ， 更混乱、移动更快速的水分子被蒸发 ， 留下的分子平均移动的速度要更慢 ， 这样就能使水温下降到一个适合饮用的温度 。 然而 ， 与使用内部蒸汽来降温的日常冰箱不同 ， 昂内斯使用的是气态氦气和液态的氢气和氧气来实现降低温度 。
Tips：一般制冷机的制冷原理压缩机的作用是把压力较低的蒸汽压缩成压力较高的蒸汽 ， 使蒸汽的体积减小 ， 压力升高 。
使气态氦循环通过一个浸在冷液态氢和空气中的腔室 ， 昂内斯的团队成功地获得了足以使一小杯氦气液化的低温 。 在这样做的时候 ， 来自气体的多余热量消散 ， 整个系统达到了只比绝对零度高6开尔文的温度 ， 这是当时最接近绝对零度的一次尝试 。 而这项研究也使昂内斯获得了1913年的诺贝尔奖 。
Tips：海克·卡末林·昂内斯Heike Kamerlingh Onnes ， 1853～1926 ， 荷兰物理学家 ， 1913年获得诺贝尔物理学奖 ，以表彰他对低温物质特性的研究 。
在这个实验当中 ， 他还意外地发现了超导性 ， 这是指一种物质拥有能够在没有电阻的情况下携带电流的能力 。 这种特性应用在了现在的MRI探测器和巨型粒子加速器中 ， 它们都使用了强大的超导磁体 。 就我们现在的生活来讲 ， 空调和冰箱这类制冷电器都是在这些科学家们的研究基础上发明的 。
小结
结合各个实验来看 ， 绝对零度是一个无法到达的温度 ， 但是在挑战绝对零度的过程中 ， 依然涌现了许多人类智慧的结晶 。 从绝对零度被提出到昂内斯的实验成功 ， 经历了两百多年的时间 ， 这期间包含了众多科学家的努力和奋斗 。
Tips：超导性 ， 指导体在某一温度下 ， 电阻为零的状态 。 在实验中 ， 若导体电阻的测量值低于10-25Ω ， 可以认为电阻为零 。
【科学家|科学史上最经典的大力出奇迹，莫过于用“土法制冷”挑战绝对零度】
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