Tekočega vodika: Lastnosti in aplikacije

Tekoči vodik - ena od agregatnih stanj vodika. Dodeli več plinasto in trdno stanje tega elementa. In če je plinasti obliki poznajo mnogi, preostali dve skrajni države sprožajo vprašanja.

zgodba

Tekoči vodik je bilo pridobljeno šele v tridesetih letih prejšnjega stoletja, vendar je to kemija je prišel dolgo pot na razvoj tega načina skladiščenja plina in uporabe.

Hlajenje eksperimentalno začeli uporabljati sredi osemnajstega stoletja v Angliji. Leta 1984 je prejel utekočinjenega žveplov dioksid in amoniak. Na podlagi teh študij, dvajset let kasneje se je razvil prvo hladilnik in še trideset let je Perkins izdala uradno patent za svoj izum. Leta 1851, na drugi strani Atlantika Dzhon Gori povedal o pravicah ustanovitve klimatsko napravo.

Za vodika Zgodi šele leta 1885, ko Pole Wroblewski napovedala v svojem članku, da vrelišče je ta element 23 Kelvina, največje temperature - 33 Kelvina in kritični tlak 13 atmosfer. Po tej izjavi ustvariti tekočega vodika poskušal Dzheyms Dyuar v poznem 19. stoletju, vendar je stabilnost snovi ni zgodilo.

fizikalne lastnosti

Ta agregatnem stanju je značilna materiala zelo nizko gostoto - stotink gramov na kubični centimeter. To omogoča uporabo relativno majhne posode za shranjevanje tekočega vodika. Vrelišče je samo 20 Kelvina (-252 Celzija) in ta snov zmrzne že pri 14 stopinjah Kelvina.

Tekočina nima vonj, barvo in okus. zmeša s kisikom lahko pride do eksplozije polovico primerov. Ko doseže vrelišče vodika gre v plinastem stanju in obsega poveča za 850-krat.

Po utekočinjenje vodika damo v izolirane posode, ki je podprta z nizkim tlakom in temperaturo v območju od 15 do 19 Kelvina.

razširjenost vodik

Tekoči vodik se proizvaja umetno in v naravnem okolju ne pride. Če ne upoštevajo agregata članic, vodik - najbolj pogost element ne samo na Zemlji, ampak v celotnem vesolju. Sestoji iz zvezd (vključno našega Sonca), se je napolnila prostor med njimi. Vodik je vključen v fuzijskih reakcijah in lahko tvori oblak.

Zemljina skorja, da element zavzema le okoli en odstotek celotne količine snovi. Njegova vloga v našem ekosistemu je mogoče oceniti iz dejstva, da se je število vodikovih atomov v številko takoj za kisikom. Na našem planetu, so skoraj vse zaloge H ₂ zavezuje. Vodik - sestavni del vseh živih bitij.

Uporaba

Tekoči vodik (temperatura -252 stopinj Celzija) uporabimo kot kalup za hrambo bencina in drugih naftnih derivatov. Poleg tega je trenutno sedežem prevoz koncept, ki bi uporabo utekočinjenega vodika kot gorivo, namesto zemeljskega plina. To bi zmanjšalo proizvodne stroške dragocenih virov in zmanjšanje emisij. Ampak dokler optimalno zasnovo motorja in ga ni bilo mogoče najti.

Tekoči vodik se pogosto uporablja kot hladilo fizike v svojih poskusih z nevtronov. Ker je masa osnovnih delcev in vodik jedro praktično enaka, izmenjava energije je zelo učinkovit njima.

Prednosti in ovire

Tekoči vodik omogoča počasno segrevanje ozračja in zmanjšati količino toplogrednih plinov, če se uporablja kot gorivo za vozila. V povezavi z zrakom (po prehodu skozi motor z notranjim zgorevanjem) pripravi vode in manjše količine dušikovega oksida.

Vendar pa je ta ideja ima svoje težave, na primer, način skladiščenja plina in prevoza, kot tudi povečanega tveganja požara ali celo eksplozije. Tudi ob predpostavki, da so vsi previdnostni ukrepi, da se prepreči izhlapevanje vodika ni mogoča.

potisni plin

Tekoči vodik (temperatura shranjevanja do 20 Kelvina) je sestavni del potisnega sredstva. Ima več funkcij:

1. Hlajenje komponent motorja in zaščito šobo pred pregrevanjem.
2. Zagotovitev palice po mešanju s kisikom in ogrevanje.

Sodobni raketni motorji delujejo na kombinaciji vodika-kisika. To pomaga, da dosežemo želeno hitrost za premagovanje privlačnost zemlje, in da bo vse letala, da jih ne podrejajo delovanje ekstremnih temperaturah.

Trenutno obstaja samo ena raketa, ki se v celoti uporablja vodik kot gorivo. V večini primerov je potrebna tekočina vodik ločiti zgornje stopnje ali tiste naprave, ki držijo večino dela v vakuumu. Od raziskovalci so bili predlogi za uporabo na pol zmrznjene obliko elementa, da bi povečali njegovo gostoto.