Naturwissenschaftliclie Rundschau. 



Wöchentliche Berichte 



über die 



Eortscliritte auf dem aesamtgetiiete der Ifaturwissenschaften. 



XXVII. Jahrg, 



16. Mai 1912. 



Nr. 20. 



H. Kamerlingh Onnes: Die Verflüssigung von 

 Helium und die mit flüssigem Helium 

 ausgeführten Experimente. (Vgl. Commuiü- 

 cations from the Physical Laboratory of the University ot 

 Leiden, Kr.ll9, 120, undSupplementNr.21zuNr.121— 132.) 



Die Versuche des Herrn Kamerlingh Onnes, 

 die zur Verflüssigung des Heliums geführt haben, sind 

 das Ergebnis einer 25 jährigen Tätigkeit. Die be- 

 treffenden Arbeiten lassen sich in drei Gruppen gliedern, 

 von denen die Arbeiten der ersten Grupjie sich mit 

 dem Problem der Verflüssigung der Gase befassen, 

 die der zweiten mit der Untersuchung der Zustands- 

 gieichungen der Gase bei sehr tiefen Temperaturen 

 und die dritte Gruppe von Arbeiten gewissermaßen 

 die praktische Verwertung der aus den anderen 

 Arbeiten gewonnenen Eesultate ist und die Unter- 

 suchung verschiedener physikalischer Erscheinungen 

 bei sehr tiefen Temperaturen umfaßt. Was die erste 

 Arbeitsgruppe der Verflüssigung der Gase betrifft, so 

 war der Verf. von einem Satz ausgegangen, der an 

 das Theorem der korrespondierenden Zustände an- 

 knüpft. Dieses Theorem besagt bekanntlich, daß 

 wenn man in der Zustandsgieichung der Gase Druck, 

 Volumen und Temperatur auf den kritischen Druck, 

 das kritische Volumen und die kritische Temperatur 

 bezieht, die Zustandsgieichung für sämtliche Gase die 

 nämliche ist. „Korrespondierende" Zustände zweier 

 Gase sind demnach durch Temperaturen gekennzeichnet, 

 die proportional ihren kritischen Temperaturen sind. 

 Herr Kamerlingh Onnes hatte nun hieran an- 

 knüpfend den Satz aufgestellt, daß wenn ein Gas sich 

 in einem Apparat verflüssigt, ein anderes Gas von der- 

 selben Atonizahl im Molekül sich in einem ent- 

 sprechenden Apparat mit korrespondierenden Be- 

 dingungen verflüssigen muß, für deren Einhaltung 

 nur die Kenntnis der kritischen Temperatur und des 

 kritischen Druckes des zu verflüssigenden Gases not- 

 wendig ist. 



Nachdem in dem Laboratorium zu Leiden eine 

 Anordnung für die Verflüssigung des Wasserstoffs 

 getroffen worden war, die es ermöglichte, 4 Liter 

 flüssigen Wasserstoffs pro Stunde zu erzeugen und 

 über 20 Liter flüssigen Wasserstoffs zu verfügen, 

 war nach dem eben angegebenen Satz der Weg für 

 die beabsichtigte Verflüssigung des Heliums gewiesen, 

 und der Verf. schritt an die Bestimmung der kritischen 

 Daten des Heliums durch Konstruktion seiner Iso- 

 thermen, 



Die Isothermen werden praktisch so konstruiert, 

 daß als Ordinate das Produkt aus Druckp und Volumen v 

 dividiert durch die absolute Temperatur T, als Abszisse 

 die Dichte aufgetragen wird. Da für ideale Gase 

 nach dem Boy leschen Gesetz das Produkt aus Druck 

 und Volumen, dividiert durch die Temperatur, konstant 

 ist, so werden sämtliche Isothermen idealer Gase durch 

 ein und dieselbe horizontale Gerade dargestellt werden. 

 Die wirklichen Gase zeigen natüi'lich entsprechend 

 ihrer Abweichung vom Boy leschen Gesetz auch Ab- 

 weichungen von der Isothermenform der idealen Gase. 



Durch die Aufnahme der Isothermen für Helium 

 fand der Verf., daß dessen kritische Temperatur 5" 

 (absolute Temperatur) beträgt. 



Nachdem dies festgestellt war, konnte der Verf. 

 in einem der Verflüssigung des Wasserstoffs ent- 

 sprechenden Apparat mit Hilfe der großen, ihm ver- 

 fügbaren Mengen flüssigen Wasserstoffs die Ver- 

 flüssigung des Heliums durchführen. Die hierzu not- 

 wendige Apparatur ist außerordentlich kompliziert 

 und kann hier nicht wiedergegeben werden. Im 

 wesentlichen beruht sie auf der sogen. Kaskaden- 

 methode. Läßt man nämlich leichter kondensierbare 

 Flüssigkeiten sieden, so gewinnt man tiefere Tempe- 

 raturen, bei denen man schwerer koudensierba.re Gase 

 verflüssigen kann. Durch das Sieden dieser erreicht 

 man wieder tiefere Temperaturen usw. Im Leidener 

 Laboratorium greifen die folgenden Zyklen ineinander: 

 Chlormethyl, Äthylen, Luft und Wasserstoff, wozu 

 nach der Verflüssigung des Heliums auch noch dieses 

 selbst kommt. 



Das zu verflüssigende Helium wurde sorgfältig 

 gereinigt; nach des Verf. Angaben enthielt es weniger 

 als Vio Promille fremder Gase. Der Einti'itt der Ver- 

 flüssigung, d. h. die Bildung einer Flüssigkeitsober- 

 fläche, wurde auf optischem Wege festgestellt. 



Das flüssige Helium erwies sich als durchsichtig 

 und farblos. Als Siedepunkt wurde die Temperatur 

 von 4,5" absolut gefunden. Seine Dichte wurde zu 

 0,15 bestimmt, der kritische Druck zu 2 bis 3 Atmo- 

 sphären. Außerdem wurden die Konstanten a und h 

 der van der Waalsschen Zustandsgieichung für 

 flüssiges Helium bestimmt. 



Die van der Waals sehe Zustandsgieichung umfaßt 

 bekanntlich auch den flüssigen Zustand, ohne aber 

 allen Erscheinungen ganz gerecht zu werden. Da der 

 Verf. schon früher darauf hingewiesen hatte, daß sich 

 aus der genauen Kenntnis der Zustandsgieichung 



