Сосуд Дюара: история изобретения

Первый контейнер для хранения сжиженных газов был разработан в 1881 году немецким физиком Адольфом Фердинандом Вейнхольдом. Он придумал в конце позапрошлого столетия стеклянный ящик с двойными стенками, между которыми откачал воздух. Затем сосуд был использован физиками Ольшевским и Врублевским для хранения жидкого кислорода. В 1890 году английский химик профессор Джеймс Дьюар усовершенствовал «бутылку Вайнхольда», посеребрив стенки, что ослабило утечку тепла через стенки.

Первый сосуд Дьюара

В 1904 году берлинский стеклодув Рейнольд Бергер добавил к сосуду Дьюара защитную оболочку и стал продавать его как термос для горячего кофе или бульона.Сосуд Дьюара был впервые представлен 20 января 1893 года. Этот сосуд предназначен для длительного хранения веществ при повышенной или пониженной температуре. Перед помещением в сосуд Дьюара вещество необходимо нагреть или охладить. Постоянная температура поддерживается пассивными методами, за счет хорошей теплоизоляции или процессов в хранимом веществе. В этом основное отличие сосуда Дьюара от термостатов и криостатов.

Совместно с профессором Дж. Маккендриком Дьюар исследовал физиологическое действие света в частности, изменения, происходящие в электрическом состоянии сетчатки. В 1878 году вместе с профессором Г. Д. Ливингом была начата большая серия исследований, более поздние из которых были посвящены спектроскопическому изучению различных газообразных элементов, выделяемых из атмосферного воздуха при помощи низких температур. Вместе с профессором Дж. Флемингом были исследованы электрические свойства веществ, охлаждаемых до сверхнизких температур.

Наиболее известно имя Дьюара в связи с его работой над сжижением так называемых постоянных газов и его исследованиями температур, близких к абсолютному нулю. Его интерес к этой области физики и химии приходится на начало 1870-х гг. В 1874 году он делает доклад на тему «Внутренняя теплота жидких газов» перед Британской Ассоциацией.

Дьюар в своей лаборатории

В конце 1892 года ему пришла идея использования сосудов с вакуумной оболочкой для хранения жидких газов, что привело к созданию сосуда Дьюара (термоса, или вакуумной колбы) — наиболее известного изобретения Дьюара. Учёный усовершенствовал контейнер Вейнхольда, Он заменил его стеклянной колбой. Сосуд сохранял тепло и использовался в научных целях. Джейс Дьюар не мог даже подумать, что его открытие можно с пользой применить в целях коммерции. Он не запатентовал своё изобретение. Он же продумал систему крепления хрупкой колбы внутри корпуса. Теперь конструкция стала надежнее. Так появился термос. Хотя изначально он назывался «вакуумная фляжка».Осенью 1903 года Бургер запатентовал своё изделие. Между Дьюаром и Бургером состоялось судебное разбирательство. Иск Дьюара отклонили. Изобретателем термоса признали Рейнгольда Бургера. И именно ему мы обязаны появлением термоса в нашей жизни в его теперешнем виде. Необходимо было звучное и интересное название. Для выбора названия объявили конкурс. В нём победил житель Мюнхена. Он предложил «Thermos» от греческого слова therme -горячий.

Рейнгольд Бургер

Время доказало, что название оказалось подходящим. В 1904 году была зарегистрирована фирма Тhermos GmbH. С этого времени началось промышленное производство термосов.

Логотип Thermos GmbH

Вакуумная колба оказалась настолько эффективна для теплоизоляции, что позволила сохранять газы в жидком состоянии на протяжении достаточно длительного периода, позволившего изучить их оптические свойства. Дьюар не получил прибыли от широкого внедрения своего вакуумного сосуда — он проиграл судебное дело против компании «Термос», которая получила патент на его изобретение.Хотя Дьюар и был признан изобретателем, он не имел права остановить использование своей модели компанией «Термос», так как не имел патента на своё изобретение.

Следующий эксперимент Дьюара был со струей водорода при высоком давлении он показал, что низкие температуры достигаются благодаря эффекту Джоуля-Томсона. Успешные результаты позволили ему построить в Королевском институте регенеративную охлаждающую машину. С её помощью в 1898 году им впервые был получен водород в жидком состоянии, а в 1899 году — водород в твёрдом состоянии. Он старался сжижить последний из оставшихся газов гелий, который конденсируется при температуре −268,9°С, но в силу ряда причин, включая недостаточное количество гелия, Дьюара не получил желаемых результатов.Первым человеком, превратившим гелий в жидкость в 1908 году стал Хейке Камерлинг-Оннес. И за это позже получит Нобелевскую премию в области физики за исследования свойств веществ при низких температурах.

Хейке Камерлинг-Оннес

Дьюар был номинирован на Нобелевскую премию несколько раз, но ему так и не удалось получить её. Несмотря на то, что Дьюар не получил признания Шведской Академии, он был отмечен до и после смерти многими другими институтами в Англии и за границей. В июне 1877 года Лондонское Королевское Общество избрало его своим членом и наградило медалями Румфорда.