NHIỆT ĐỘ THẤP, MỘT PHÁO ĐÀI KHÔNG THỂ CÔNG PHÁ
Người ta đã sớm biết dùng phương pháp tăng áp suất để làm chất khí chuyển thành chất lỏng. Ví dụ các loại khí đốt hóa lỏng sử dụng trong gia đình đã được sản xuất bằng cách ép ở áp suất rất lớn, và được chứa vào các bình thép ở dạng lỏng, sau đó dùng để đốt trong bếp như ga. Thế nhưng cũng có những chất khí như ôxy, hyđro, hê li,...cho dù ép đến áp suất lớn đến bao nhiêu cũng không làm cho chúng hóa lỏng được. Chả lẽ với các loại khí này mãi mãi vẫn không thể hóa lỏng?
Vào năm 1869, một nhà vật lý Ailen Andros, qua thực nghiệm đã tìm thấy một bí ẩn quan trọng sau đây: Với mỗi chất khí có một nhiệt độ đặc biệt, ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ này thì dù có ép đến áp suất cao đến mấy đi nữa, chất khí đó cũng không thể hóa lỏng được. Đó là nhiệt độ tới hạn. Các chất khí như ôxy, hydro hêli rất khó hóa lỏng do các chất khí này có nhiệt độ tới hạn rất thấp. Vào thời bấy giờ do kỹ thuật lạnh còn chưa được hoàn thiện nên người ta còn chưa tạo được các nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ tới hạn của các chất khí đó.
Các nhà khoa học đã tốn nhiều công sức nghiên cứu trong lĩnh vực tìm cách tạo các nhiệt độ thấp, cuối cùng đã đạt được thành công. Đầu tiên người ta đã dùng phương pháp chứa các chất khí vào trong các bình kín không cho trao đổi nhiệt với bên ngoài. Trước tiên dùng cách ép chất khí đến áp suất cao, sau đó lại cho chất khí giãn nở qua một lỗ mở để giảm áp và sinh công cho bên ngoài. Do chất khí không trao đổi nhiệt được với bên ngoài, nên chất khí chỉ còn tiêu hao năng lượng vốn có của bản thân mình do đó nhiệt độ của chất khí trong bình sẽ giảm xuống.
Một phương pháp khác là chứa chất lỏng vào một bình kín đặc biệt không thể trao đổi nhiệt với bên ngoài, sau đó cho hút hơi cua chất lỏng trong bình ra ngoài, điều đó làm chất lỏng trong bình bay hơi mạnh hơn. Vì vậy, chất lỏng sẽ dùng năng lượng của bản thân mình vào việc bay hơi chất lỏng và làm hạ nhiệt độ của chất lỏng lặp đi lặp lại quá trình có thể hạ được nhiệt độ đến khá thấp.
Từ thế kỷ XIX trở đi, người ta đã thu được nhiều thành tựu đáng mừng: Vào năm 1877 người ta đã tạo được nhiệt độ 182,97oC, có thể làm ôxy hóa lỏng, vào năm 1898 người ta đã tạo được nhiệt độ -252,90oC có thể hóa lỏng được hydro; vào năm 1908 người ta đã tạo được nhiệt độ -268,95oC, nhờ đó đã hóa lỏng được hêli một chất khí rất khó hóa lỏng.
Ngày nay người ta đã dùng phương pháp khoa học tiên tiến và đã tạo được nhiệt độ -273,1499999oC. Vậy nhiệt độ thấp đi có giới hạn không? Sau một thời gian dài nghiên cứu, các nhà khoa học đã phát hiện ra một quy luật tự nhiên là nhiệt độ - 273,15oC là nhiệt độ vĩnh viễn không thể đạt tới được (người ta gọi đó là nhiệt độ không tuyệt đối). Người ta chỉ có thể tiếp cận với mục tiêu này nhưng không thể công phá được ''pháo đài'' nhiệt độ thấp đó.
