Skraplanie gazów

Żeby skroplić gaz trzeba temperaturę obniżyć poniżej jego temperatury krytycznej (patrz: izotermy par). Gaz musi stać się parą nienasyconą, potem nasyconą i wtedy może rozpocząć się jego skraplanie. Dla części gazów jest to proste, ponieważ ich temperatury krytyczne są wysokie. Np. dla chloru Tk = 132,4oC, a dla ksenonu Tk = 16,7oC. Wystarczy naczynia z tymi, i kilkoma innymi gazami, zanurzać w mieszaninie wody z lodem (czyli w temperaturze 0oC - niższej niż ich krytyczna) i zwiększać izotermicznie ciśnienie nad nimi. Gazy te ulegną wtedy skropleniu.

Trudniej jest skroplić tlen (Tk = -118,8oC), azot (Tk = -147,1oC), wodór (Tk = -239,9oC), hel (Tk = -267,9oC). Temperatura krytyczna helu jest bliska zera bezwzględnego.
Jedną z metod oziębiania tych gazów jest zmuszanie ich do wielokrotnego rozprężania adiabatycznego. Wtedy gaz, rozprężając się, wykonuje nad otoczeniem pracę kosztem swojej energii wewnętrznej. Za każdym razem powoduje to obniżenie jego temperatury (gdy używasz dezodorantu w spray/u, to wiesz jak wydostająca się substancja jest chłodna). Tak możemy zejść poniżej temperatury krytycznej gazu. Rysunek obok przedstawia sprężarkę, która wywiera bardzo duże ciśnienie p na gaz, który jest tłoczony w dół. Napotykając mały otwór gaz rozpręża się adiabatycznie do ciśnienia atmosferycznego patm oziębiając się przy tym. Po wielokrotnym przejściu przez mały otwór gaz oziębia się poniżej swojej temperatury krytycznej i skrapla zbierając się w naczyniu pod ciśnieniem atmosferycznym. Jeśli gazem w tym urządzeniu będzie powietrze, to kolejno będą się skraplać gazy, będące składnikami powietrza, których temperatury krytyczne są coraz to niższe. Będzie można je kolejno zbierać w naczyniu.