熱量不會自動地從低溫物體向高溫物體傳遞，因此，要獲得比自然環(huán)境溫度低的環(huán)境就需要通過人工的辦法。

　　低溫的獲得與氣體的液化是密切相關的。18世紀末荷蘭人范·馬魯姆第一次靠高壓壓縮方法將氨液化。1823年法拉第在研究氯化物的性質時，發(fā)現(xiàn)玻璃管的冷端出現(xiàn)液滴，經(jīng)過研究證明這是液態(tài)氯（液化溫度-34.6℃）。1826年他把玻璃管的冷端浸入冷卻劑中，從而陸續(xù)液化了多種氣體。以此為基礎，形成了普通制冷技術，如冰箱和空調機組以蒸汽壓縮節(jié)流制冷為主，利用氣體或者液體壓縮為高壓狀態(tài)，然后放熱，再膨脹為低壓狀態(tài)而產生制冷降溫效應，這種方法可以獲得 150℃～ 80℃的低溫。

儲存液氦的鋼瓶

　　但此后幾十年間，氧、氮、氫等氣體毫無液化的跡象，許多科學家認為，這些就是真正的“永久氣體”。但它們真的是永遠不能液化嗎？答案是否定的。只要低于一定的溫度，就可以把氣體轉化為液體。1877年，氧實現(xiàn)了液化，6年后除氫和氦之外的所有“永久氣體”都被液化了。1892年英國人杜瓦發(fā)明了低溫恒溫器杜瓦瓶，并在1898年實現(xiàn)了氫的液化，達到20.4開的溫度，接著又用抽出氫表面的蒸氣的方法實現(xiàn)了氫的固化，達到了12開。至此，只剩下最后一種“永久氣體”氦還沒有被液化！

荷蘭物理學家昂內斯

　　氫的液化為氦的液化創(chuàng)造了條件。低溫的獲得當時主要采用液體蒸發(fā)和節(jié)流膨脹。要獲得更低溫度，往往需要多級復疊系統(tǒng)獲得，這在物理學原理上是可能的，但在實踐中卻存在許多技術問題。設計者必須考慮各種物理問題和解決這些問題所需的技術裝備，很多儀器都需要自己制造，甚至開始時連電力都需要自己來解決。荷蘭萊頓大學的物理學家昂內斯以極大的精力改善了實驗室裝備，在1908年通過采用壓縮氮氣節(jié)流預冷氫、氫壓縮節(jié)流預冷氦，最終用壓縮節(jié)流的方法將氦液化，獲得了4.2開的低溫。至此，自然界所有的氣體都可以被液化了！羅二倉