Hidrogen lichid: Proprietăți și aplicații

hidrogen lichid - una dintre stările agregate ale hidrogenului. Alocați stare gazoasă și mai solidă a acestui element. Și dacă forma gazoasă este familiar multora, cele două state extreme rămase ridică întrebări.

poveste

Hidrogenul lichid a fost obținut numai în anii treizeci ai secolului trecut, dar aceasta chimie a parcurs un drum lung cu privire la dezvoltarea acestei metode de stocare a gazelor și de aplicare.

Refrigerare experimental a început să folosească în mijlocul secolului al XVIII-lea în Anglia. In 1984 a primit dioxidul de sulf lichefiat și amoniac. Pe baza acestor studii, douăzeci de ani mai târziu, ea a dezvoltat primul frigider, și într-un alt treizeci de ani Perkins a emis un brevet oficial pentru invenția sa. În 1851, pe de cealaltă parte a Atlanticului Dzhon Gori a declarat cu privire la drepturile creării de aer condiționat.

Pentru hidrogen a venit abia în 1885, când un polonez Wroblewski a anunțat în articolul său că punctul de fierbere al acestui element este de 23 grade Kelvin, temperatura de vârf - 33 grade Kelvin, și presiunea critică este de 13 atmosfere. După această declarație pentru a crea un hidrogen lichid încercat Dzheyms Dyuar la sfârșitul secolului al 19-lea, dar stabilitatea substanței nu sa întâmplat.

proprietățile fizice

Această stare agregat se caracterizează printr - un material cu densitate foarte mică - sutimi grame pe centimetru cub. Acest lucru face posibilă utilizarea containerelor relativ mici pentru a stoca hidrogen lichid. Punctul de fierbere este de doar 20 Kelvin (-252 grade Celsius), iar această substanță îngheață deja la 14 grade Kelvin.

Lichidul nu are miros, culoare și gust. Amestecarea cu oxigen poate provoca explozie jumătate din cazuri. La atingerea punctului de fierbere al hidrogenului trece în stare gazoasă și crește volumul său cu 850 de ori.

După lichefierea hidrogenului este plasat în recipiente izolate, care este sprijinit de o presiune joasă și temperatură cuprinsă în intervalul 15 - 19 Kelvin.

hidrogen prevalenta

Hidrogenul lichid este produs în mod artificial și într-un mediu natural nu are loc. Dacă nu iau în considerare stările agregate, hidrogenul - elementul cel mai abundent nu numai pe Pământ, ci în tot universul. Se compune din stelele (inclusiv Soarele nostru), au umplut spațiul dintre ele. Hidrogenul este implicată în reacțiile de fuziune, și poate forma un nor.

scoarța terestră acel element ocupă doar aproximativ un procent din valoarea totală a substanței. Rolul său în ecosistemul nostru poate fi estimată din faptul că numărul de atomi de hidrogen în al doilea număr numai oxigen. Pe planeta noastră, aproape toate stocurile de _H2 sunt legate. Hidrogenul - o componentă a tuturor ființelor vii.

utilizarea

hidrogen lichid (temperatura -252 grade Celsius) este utilizat ca matriță pentru depozitarea benzinei și a altor derivați din petrol rafinat. Mai mult, în prezent stabilit conceptul de transport, care ar putea folosi hidrogenul lichefiat drept combustibil în loc de gaz natural. Acest lucru ar reduce costurile de producție a resurselor valoroase și de a reduce emisiile. Dar, atâta timp cât proiectarea optimă a motorului și nu a fost găsit.

Hidrogenul lichid este utilizat pe scară largă ca un fizicieni refrigerant în experimentele lor cu neutroni. Deoarece masa particulelor elementare și nucleul de hidrogen sunt practic egale, schimbul de energie este foarte eficient între acestea.

Beneficii si obstacole

Hidrogenul lichid permite încălzirea lentă a atmosferei și de a reduce cantitatea de gaze cu efect de seră, dacă este utilizat drept combustibil pentru vehicule. În interacțiunea cu aerul (după trecerea prin motorul cu ardere internă) va produce apă și mici cantități de oxid nitric.

Cu toate acestea, această idee are propriile sale dificultăți, de exemplu, metoda de stocare a gazelor și de transport, precum și un risc crescut de incendiu sau chiar explozie. Chiar presupunând că toate măsurile de precauție pentru a preveni evaporarea hidrogenului nu este posibilă.

agent de propulsie

hidrogen lichid (temperatura de stocare de până la 20 Kelvin) este o componentă a propulsor. Ea are mai multe funcții:

1. Răcirea componentelor motorului și pentru a proteja duza de supraîncălzire.
2. Securizarea tije după amestecare cu oxigen și încălzire.

Moderne motoare de racheta funcționează pe o combinație de hidrogen-oxigen. Acest lucru ajută pentru a atinge viteza dorită pentru a depăși atracția pământului, și să păstreze toate aeronavei, fără a le supune la acțiunea temperaturilor extreme.

În prezent, există doar o singură rachetă, care utilizează complet hidrogenul drept combustibil. In majoritatea cazurilor, hidrogenul lichid este necesar să se separe fazele superioare, sau acele dispozitive care dețin majoritatea muncii în vid. Din cercetatorii au fost sugestii pentru a utiliza jumătate înghețate sub forma elementului, în scopul de a crește densitatea acestuia.