מימן נוזלי: תכונות ויישומים

מימן נוזל - אחת המדינות המצרפי של מימן. קצה נתח גדול יותר במצב גזים וסולידי אלמנט זה. ואם בצורת הגזים היא מוכרת לרבים, הנותרים שתי מדינות קיצוניות להעלות שאלות.

סיפור

מימן נוזלי הושג רק בשנות השלושים של המאה הקודמת, אבל הכימיה הזאת עברה כברת דרך ארוכה על פיתוח של שיטה זו של אחסון גז ויישום.

קירור החלה בניסוי להשתמש באמצע המאה השמונה עשרה באנגליה. בשנת 1984 הוא קיבל את דו תחמוצת הגופרית מעובה אמוניה. על בסיס המחקרים אלה, כעבור עשרים שנה זה שפותח את המקרר הראשון, ובמשך שלושים שנה אחרת פרקינס הוציא פטנט רשמי ההמצאה שלו. בשנת 1851, בצד השני של גורי Dzhon האטלנטי אמר על זכויות היצירה של המזגן.

כדי מימן הגיע רק ב 1885, כאשר הקוטב ורובלסקי הודיע במאמרו כי נקודת הרתיחה של אלמנט זה היא 23 קלווין, הטמפרטורה לשיא - 33 קלווין, והלחץ הקריטי הוא 13 אטמוספרות. לאחר ההצהרה הזו כדי ליצור מימן נוזל ניסה Dzheyms Dyuar במאה ה -19, אבל היציבות של החומר לא קרתה.

תכונות פיסיקליות

זה מצב הצבירה מתאפיין חומר צפיפות נמוך מאוד - מאיות גרם לסמ"ק. זה מאפשר להשתמש במיכלים קטנים יחסית לאחסון מימן נוזלי. נקודת הרתיחה היא רק 20 קלווין (-252 צלזיוס) ואת החומר הזה קופא כבר 14 מעלות קלווין.

הנוזל אין ריח, צבע וטעם. לערבב אותו עם חמצן עלול לגרום לפיצוץ ממחצית המקרים. כשמגיע לנקודת הרתיחה של מימן נכנס במצב הגזים ומגדילים את נפח על ידי 850 פעמים.

לאחר ההתנזלות של מימן מושם במכלים מבודדים, אשר נתמך על ידי לחץ וטמפרטורה נמוך הנעים בין 15 כדי 19 קלווין.

מימן שכיחות

מימן נוזל מיוצר באופן מלאכותי בסביבה טבעית אינו מתרחש. אם אתה לא לוקח בחשבון את המדינות המצרפי, מימן - היסוד הנפוץ ביותר לא רק על פני כדור הארץ, אבל ברחבי היקום. זה מורכב של הכוכבים (כולל השמש שלנו), הם מילאו את החלל ביניהם. המימן הוא מעורב תגובות היתוך, ועלול ליצור ענן.

קרום כדור הארץ, כי אלמנט תופס רק על אחוז אחד מהסכום הכולל של החומר. התפקיד שלו במערכת האקולוגית שלנו ניתן להעריך מן העובדה כי מספר אטומי המימן השני מספר רק לחמצן. על כוכב הלכת שלנו, כמעט כל מניות של H ₂ מחויבים. מימן - מרכיב של כל היצורים החיים.

השימוש

מימן נוזלי (בטמפרטורה -252 מעלות צלזיוס) משמש עובש לאחסון של בנזין ו נגזרות של נפט מזוקק אחרים. יתר על כן, הוקם כיום מושג תחבורה שיכול להשתמש המימן הנוזל כדלק במקום גז טבעי. זה יפחית את עלויות הייצור של משאבים יקרי ערך להפחתת פליטות. אבל כל עוד העיצוב האופטימלי של מנוע וזה לא נמצא.

מימן נוזלי משמש נרחב כמו פיזיקאים הקרר הניסויים שלהם עם נויטרונים. מאז המסה של החלקיקים היסודיים ואת גרעין המימן שווה כמעט, חילופי אנרגיה הוא therebetween מאוד יעילה.

יתרונות ומכשולים

מימן נוזלי מאפשר חימום איטי של האווירה ולהפחית את כמות גזי חממה, אם משמש כדלק לכלי רכב. בשנת האינטראקציה שלה עם אוויר (לאחר שעבר את מנוע הבעירה הפנימי) יפיק מי כמויות קטנות של תחמוצת חנקן.

עם זאת, הרעיון הזה יש קשיים משלה, למשל, שיטת אחסון והובלת גז, כמו גם סיכון מוגבר אש או אפילו פיצוץ. גם אם נניח כי כל אמצעי זהירות כדי למנוע אידוי של מימן אינו אפשרי.

מֵנִיעַ

מימן נוזלי (טמפרטורת אחסון עד 20 קלווין) הוא רכיב של דלק. יש לו כמה פונקציות:

1. קירור של רכיבי מנוע ולהגן על הזרבובית מפני התחממות יתר.
2. אבטחה מוטה לאחר ערבוב עם חמצן וחימום.

Modern במנועים רקטיים לפעול על שילוב של חמצן ומימן. זה עוזר להשיג את המהירות הרצויה כדי להתגבר על כוח המשיכה של כדור הארץ, וכדי לשמור את כל המטוסים, מבלי להעמיד אותם על הפעולה של טמפרטורות קיצוניות.

נכון לעכשיו יש רק רקטה אחת, אשר מלא השתמש מימן כדלק. ברוב המקרים, מימן נוזלי נדרש להפריד בשלבים עליונים, או מכשירים אלה אשר מחזיקים את רוב העבודה בריק. מן החוקרים היו הצעות להשתמש בטופס חצי קפוא של אלמנט על מנת להגדיל צפיפות שלה.