气体液化循环由一系列热力学过程组成，其作用是将气态工质冷却到所需的低温，并补偿系统的冷却损失，以获得液化气体(或低温液体)。

气体液化的必要条件：1号。降低温度。当温度足够低时，所有气体都可以液化；2，压缩体积，但这样只能液化一部分气体。工业上一般采用两种方法结合来液化气体。

气体液化之路：低温史

在粒子物理中，科学家们尽力将温度提高到一个非常高的水平，从而发现那些被局限在室温下的物理过程。在凝聚态物理中，科学家们试图不断降低温度，直到接近绝对零度，这样各种低能集体物理效应才能展现出来。上面提到的超导现象，是荷兰物理学家艾格尼丝成功液化氦，温度降至4.2K后，在水银中探测到电阻突然跃升，从而打开了超导物理学的大门。

在低温的道路上，有一位我们非常熟悉的先驱，那就是法拉第——，也就是发现了电磁感应定律的法拉第。他在研究氯的化学性质时，偶然得到了液氯，他断定是低温高压造成的。从此一发不可收拾，液化了当时几乎所有已知的气体，只有氧气、氮气、氢气等气体无法处理，于是他认定这些气体是“永久气体”。后来的事实证明他当然错了，但气体液化毕竟是他的“副业”。他不小心液化了氯气，因为他当时是化学家大卫的助手，而他的主业其实是化学。

然后法国人凯泰液化了氧和氮，他用了一个重要的效应————焦耳-汤姆逊效应。在现在的稀释制冷机中，有一个重要的部件叫做“焦汤换热器”，是液化氦气的重要环节。氮的液化将低温极限推到了-196(77K)。但更重要的人物是杜瓦，也就是现在的低温储罐，我们一般称之为“杜瓦”。是他发明了这个可以长时间保存低温液体的真空保温瓶。家里用的水壶其实就是一个“杜瓦瓶”。杜瓦的重要贡献是液化氢气，采用的方法是逐级液化冷却：先将易液化的气体液化(他当时用的是CH3Cl)，然后做节流膨胀进一步降温，再通入另一种更难液化的气体(如C2H4)使其液化，再依次节流膨胀冷却，最后得到-260的低温。