Proprietățile de heliu, dirijabile heliu, scafandri și energie nucleară ... - scop heliu și proprietăți

heliu gazos - gaz inert este incolor, inodor și fără gust. Lichid heliu - lichid incolor, inodor, având un punct de fierbere la presiune atmosferică de 101,3 kPa (760 Torr) 4215 K (minus 268,9 ° C) și o densitate de 124,9 kg / m3.

Heliul este non-toxic, non-inflamabil, non-explozive, dar la concentrații mari în aer cauzează o stare de deficiență de oxigen și de sufocare. Lichid heliu - lichid cu punct de fierbere scăzut, care poate provoca degerături pielii și leziuni oculare.

atom heliu (aka molecula) - structuri moleculare robuste. Orbitele a doi electroni sale sunt identice și sunt foarte aproape de nucleu. Pentru a expune miezul de heliu, aveți nevoie pentru a petrece o energie-record (78.61 eV). Rezultă o pasivitate chimică fenomenal de heliu.

moleculele de heliu sunt non-polare. forțe intermoleculare dintre ele este foarte mic - mai mult decât orice altă substanță. Din acest motiv, heliu are cele mai mici valori ale valorilor critice, cel mai jos punct de fierbere cel mai scăzut punct de topire și căldura de vaporizare. În ceea ce privește temperatura de topire a heliu, la presiune atmosferică, în general, ea nu este. heliu lichid în mod arbitrar aproape de temperatura absolută zero nu se întărește dacă, în plus față de temperatura, nu se aplică o presiune la 25 atmosfere sau mai mult. A doua astfel de substanțe în natură. Este printre cele mai bun conductor de energie electrică și de gaze al doilea după conductorul de căldură de hidrogen. Capacitatea sa de căldură este foarte mare, iar viscozitatea, dimpotrivă, este mic.

El a aplicat pentru prima dată în Germania. În 1915 au fost germanii au început să le umple cu dirijabile lor bombardat Londra. Curând heliu lumina, dar non-inflamabil a devenit un material de umplutură de vehicule aeronautice indispensabile. A început la mijlocul anilor '30 declin dirijabil a cauzat o ușoară scădere în producția de heliu, dar numai pentru o perioadă scurtă de timp. Acest gaz este atras tot mai mult atenția chimiști, metalurgiști și constructorii de mașini.

Un alt domeniu de aplicare a heliului, datorită faptului că multe dintre procesele și operațiunile nu pot fi efectuate în aer. Pentru a se evita interacțiunea substanței care rezultă (sau materia primă) din gazele de aer pozeze mediu protector special, și există în acest scop un gaz adecvat decât heliu.

mediu protector heliu sunt etape separate pentru a obține combustibil nuclear. Containerele umplute cu heliu, stoca și transporta elementele combustibile ale reactoarelor nucleare. Cu detectoare de scurgeri speciale, a căror acțiune se bazează pe un difuzivității exclusiv de heliu, pentru a identifica cele mai mici scurgeri posibile în reactoarele nucleare și a altor sisteme, sub presiune sau vid.

Cercetarea și tehnologia este utilizat pe scară largă în heliu lichid. Temperaturile extrem de scăzute favorizează cunoașterea aprofundată a problemei și a structurii sale - la temperaturi mai mari subtile detalii ale spectrului energetic sunt mascate prin mișcarea termică a atomilor.

Există deja solenoizi supraconductoare aliajelor speciale, creând la o temperatură de heliu lichid, câmpuri magnetice puternice (de până la 300 de mii de Oe), cu costuri energetice neglijabile. Când temperatura de heliu lichid și multe metale și aliaje devin supraconductori. cryotrons releu supraconductoare sunt tot mai folosite în construcția calculatoarelor electronice. Ele sunt simple, fiabile, foarte compact. Supraconductori, și cu ei, și heliu lichid sunt necesare pentru electronica. Acestea sunt incluse în structura detectoarelor în infraroșu radiație amplificatoare moleculare (masers), lasere (laser) dispozitive de măsurare frecvențe de microunde.

Un amestec heliu-oxigen a devenit un mijloc sigur de a preveni boala de decompresie și a dat un câștig mare în timp, atunci când creșterea de scafandri. După cum se știe, solubilitatea gazelor în lichide, date ceteris paribus direct proporționale cu presiunea. În scafandri care lucrează sub o mare presiune, azotul dizolvat in sange este mult mai mult în comparație cu condițiile normale de predominante pe suprafața apei. La ridicarea de la adâncimea unde presiunea este aproape de normal, solubilitatea azotului scade, iar excesul începe să iasă în evidență. Dacă creșterea se face selecție rapidă exces dizolvat gazele apare atât de rapid încât sânge și țesuturi apă bogat saturate gaz, spumă în greutate de bule de azot - cum ar fi sticla de șampanie atunci când este deschis.

Formarea de bule de azot în vasele de sânge ale inimii perturba apariția lor în creier rupe funcția sa, și toate acestea împreună duce la tulburări grave ale funcțiilor vitale ale organismului si in cele din urma - moartea. Pentru a preveni dezvoltarea fenomenelor descrise, cunoscute ca „coturile“, ascensiunea scafandrilor, t. E. Trecerea de la hipertensiune arteriala la normal, este foarte lent.

În acest caz, un exces de gaz dizolvat este eliberat treptat, și nici tulburări patologice apare. Folosind aer artificial, în care azotul este mai puțin solubilă este înlocuită cu heliu, posibilitatea disfuncțiilor nocive eliminate aproape complet. Acest lucru permite de a crește adâncimea de coborâre scafandri (până la 100 de metri sau mai mult) și prelungi timpul de staționare în apă.

aer „heliu“ are o densitate mai mică de trei ori densitatea aerului obișnuite. Prin urmare, o astfel de aer pentru a respira mai ușor decât de obicei (scade munca mușchilor respiratorii). Acest fapt este important în bolile respiratorii. De aceea, aerul „gel“ este, de asemenea, utilizat în medicină, în tratamentul astmului, astm si alte boli.

Nu are etern, dar inofensiv

În numele Los Alamos National Laboratory a Enrico Fermi (New Mexico) au dezvoltat un nou motor, care se poate schimba în mod serios ideea de masina ca una dintre principalele surse de poluare. este lipsită de dezavantaje majore cu un motor comparabil cu ardere internă, cu un randament (30-40%) a pieselor care necesită lubrifiere pentru a reduce frecarea și uzura în mișcare, și a emisiilor nocive pentru mediu ale produselor de ardere incompletă.

De fapt, este vorba despre îmbunătățirea bine-cunoscut motor cu ardere externă, cleric scoțian propus Robert Stirling din nou în 1816, acest motor nu este utilizat pe scară largă în autovehicule, din cauza mai complexe, comparativ cu un design cu ardere internă, consumul de material mai mare și costuri. Dar convertor de energie thermoacoustic propus de oamenii de știință americani, în care fluidul de lucru este comprimat heliu, compară favorabil cu lipsa de schimbătoare de căldură voluminoase predecesorul său, a împiedicat utilizarea sa în autoturisme, iar în viitorul apropiat, poate deveni o alternativă acceptabilă pentru mediu nu este doar un motor cu combustie internă, dar, de asemenea, invertor de putere solara, frigider, aer conditionat. Gradul de aplicare a acesteia, până când este greu de imaginat.