Съдържание
- TL; DR (Твърде дълго; Не четях)
- Защо хелий е важен за света?
- За какво се използва хелий?
- Къде се намира хелий в ежедневието?
- Хелий взривен газ ли е?
- Какви са последиците от вдишване на хелий?
Хелият е елемент, известен като благороден газ. Той е безцветен и без мирис и е разпространен в цялата Вселена. Може да знаете за хелия от балони с хелий, които плават. Елементът хелий обаче има много повече приложения, отколкото парти балони. Използва се и в въздушни възглавници за автомобили, високотехнологично оборудване, медицински изделия и самолети. Хелият продължава да бъде основен компонент в съвременния живот, въпреки че не можете да го видите директно.
TL; DR (Твърде дълго; Не четях)
Хелият е вторият най-изобилен елемент във Вселената. Въпреки че не можете да го видите или помиришете, хелийът се използва в много ежедневни приложения, в технологиите, медицината и дори в автомобилите.
Защо хелий е важен за света?
За да разберете значението на хелия за света, той помага да научите повече за свойствата на елементите. Освен това е изключително важно да научите за неговата история и за това как проблемите с нейното снабдяване се вписват в аспектите на съвременния живот.
Хелият е елемент, който съществува в газова форма. Атомният му символ е „Той“, а атомният му номер е 2 на периодичната таблица. Точката на топене на хелий е най-ниската от всички елементи, а точката на кипене е -452 градуса по Фаренхайт. Само хелият може да остане течен, дори ако температурата му е понижена. Той ще се втвърди само при изключително налягане. Тези свойства правят хелия незаменим за някои по-нови технологии, като свръхпроводящи материали.
Елементът хелий е втори след водорода по своето изобилие във Вселената. Хелий съществува във всяка звезда и той е най-изобилен в най-горещите звезди. Произвежда се от реакции на ядрено-синтез в звезди. Всъщност хелийът е открит първо, докато изучава собствената ни звезда - слънцето. Хелий преобладава на слънцето; той е съществен елемент и следователно важен за света.
Хелий е открит едва на 18 август 1868 г. Френски астрофизик на име Пиер Джул Сезар Янсен използва ново астрономическо устройство, наречено спектроскоп, за да наблюдава дължината на светлинните вълни. Спектроскопът показва спектрите или дължините на светлинната вълна като цветни ленти. Докато наблюдаваше затъмненото слънце със спектроскоп, Янсен открива дължина на вълната в слънчевата светлина, която не съответства на никой друг елемент, който все още е открит на Земята, под формата на ярко жълта линия. Янсън осъзна, че е открил нов елемент. Друг астроном, англичанинът Норман Локър, също направи това наблюдение, докато гледаше слънцето. И двамата бяха наблюдавали елемента хелий, който Локиер кръсти на гръцката дума за слънцето. В крайна сметка през 1882 г. хелийът всъщност е открит на Земята, в лавата на планината Везувий, когато физикът Луиджи Палмиери открива яркожълтите спектри, докато анализира лавата. По-късно Уилям Рамзи провежда експерименти, които доказват, че хелий съществува на Земята; той откри, че когато радийът на елемента се разпада, той произвежда хелий. Пер Теодор Клив и Нилс Ейбрахам Лангер през 1895 г. биха определили атомното тегло на хелия.
Изучаването на хелий помага на учените да разберат по-добре не само Земята, но и другите планети. В Слънчевата система учените откриха хелий в атмосферата на гигантските газови планети Юпитер и Сатурн. На Сатурн един вид хелиев дъжд, смесен с течен водород, попада в атмосферата в екстремна среда на температура и налягане. Учените смятат, че този „дъжд“ от хелий пада в сърцевината на планетата. Неговата гравитационна потенциална енергия може да бъде това, което кара Сатурн да свети толкова ярко, черта, която озадачава учените от години.
С течение на времето учените научиха повече за свойствата на хелия. Описанието на хелия е, че той е безцветен и без мирис и по-лек от въздуха. Ето защо балоните, пълни с хелий, плават, а хелият не е много разтворим във вода. Инертните качества на елемента се характеризират често в описанието на хелия. Исторически смятана за химически инертна, тя не е в състояние да реагира с други елементи. Хелий не иска да се откаже от двата си електрона; тя остава стабилна с електронната си обвивка. Поради това хелият е категоризиран като един от благородните газове, заедно с неона, аргона, радона и други благородни газове на периодичната таблица.
Наскоро учените откриха, че хелият не е напълно инертен, както някога се смяташе.При откриването на кристали, направени от елементите хелий и натрий, изследователите откриха, че хелият може да се комбинира с други атоми, като същевременно не споделя електроните си - с други думи, той се комбинира с други атоми, но не прави химически връзки в процеса. Вместо това предпазва положително заредените атоми един от друг и противодейства на отблъскващата сила, която обикновено ги избутва. Под екстремно налягане, каквото може да е в ядрото на Земята, хелият и водородният компрес и образуват стабилни съединения. Учените могат да разкрият по-завладяващи аспекти на елемента хелий и дали все пак ще бъде възможно да го смятат за наистина инертен или дали той наистина може да образува стабилни съединения в екстремни среди.
В атмосферата хелий се концентрира само в приблизително 1 част от 200 000. Не е практично, рентабилно или ефикасно да се извлича хелий от въздуха, така че хората не получават хелий. Вместо това хелият се произвежда от природен газ. Онечиствания като вода, сулфиди и въглеродни диоксиди първо трябва да бъдат отстранени и след това полученият суров хелий, който все още съдържа други елементи като аргон, неон, водород и азот, се пречиства при високо налягане. След това този суров продукт се охлажда супер. Аргонът и азотът се втечняват и в крайна сметка азотът се изпарява. Хелият се отделя от неона, азота и водорода. Допълнителното филтриране с активен въглен премахва други газове.
Хелий може да се намери в някои находища на природен газ по целия свят. Тя обаче не е във всяко находище на природен газ. В САЩ хелият се добива от кладенци в Канзас, Оклахома и Тексас. Тексас сам помещава Федералния резерв за хелий, основният запас за САЩ, обаче, това снабдяване намалява с течение на времето. Голямо находище на хелий има и в Танзания. Сега в света има само 14 растения, които рафинират хелия. Хелий се намира и в разлагащите се радиоактивни минерали. Естествено е направено от космическо и рентгеново бомбардиране на берилий и литий.
Свиването на доставките на хелий се превърна в основен проблем. Зависимостта от хелий в съвременните технологии се увеличи и в резултат на това доставките намаляха. Учените работят за по-ефективно и устойчиво производство на хелий. Новите методи като рециклиране и повторно втечняване на хелий могат да работят в малък мащаб, които могат да помогнат на изследователите. Това може да помогне за намаляване на разходите за хелий, тъй като доставките му намаляват.
Откриването на хелий доведе до много големи иновации. В крайна сметка ще се появят много употреби на хелий. В съвременния живот значението на хелия е огромно в областта на технологиите, медицината и научните изследвания.
За какво се използва хелий?
Има много приложения на хелия. Разбира се, той се използва за пълнене на балони за парти, които зарадват деца и възрастни по целия свят. Хелий замества водорода в дирижабли, след като водородът е бил силно реактивен. Хелият се използва за медицина, научни изследвания, дъгова заварка, охлаждане, газ за самолети, охлаждаща течност за ядрени реактори, криогенни изследвания и откриване на течове на газ. Използва се за охлаждащите си свойства, тъй като температурата на кипене е близка до абсолютна нула. Това го прави привлекателен за използване в свръхпроводници. Хелият се използва и за ракети под налягане и други космически кораби. Използва се и като средство за пренос на топлина.
В медицината понякога хелият се използва за подпомагане на пациенти с белодробни проблеми като запушени дихателни пътища, астма и ХОББ. Хелият позволява по-добро проникване на газ към дисталните алвеоли в белите дробове, така че се използва за вентилация на белите дробове, когато това е медицинско необходимо. Хелият се използва и за изследване на белодробната функция. Хелият се използва и при някои лапароскопски операции вместо въглероден оксид. Хелият понякога се използва като етикет за изображения. Понякога хелият се използва за операция на открито сърце, смесен с кислород и използван като мъгла за белите дробове. Хелият се използва и за охлаждане на свръхпроводящите магнити в ЯМР скенери. Радиационните монитори също използват хелий.
Знаете ли, че хелият е важен за водолазите? Хелий замества азота в смеси за гмуркане, така че водолазите да отидат по-дълбоко под водата без отрицателни ефекти върху централната нервна система. Без тази смес водолазите могат да страдат от въздействието на налягането със състоянието, наречено „завои“.
Има многобройни научни приложения на хелия. Големият адронов колайдер използва хелий за охлаждане. Хелий е използван за откриване на бозона на Хигс, голям пробив във физиката. Използва се в ядрено-магнитен резонанс. Свръхпроводниците могат да работят само ако са заобиколени от силен студ на хелий и хелият е бил използван в космическата индустрия за охлаждане на сателитни инструменти и охлаждаща течност за космически кораби. Метеоролозите използват пълни с хелий метеорологични балони за наблюдение на времето. Сканиращите електронни микроскопи понякога използват хелий за по-добра резолюция на изображението.
Хелий също играе важна роля в безопасността на превозните средства. Използва се за попълване на въздушни възглавници, ако превозно средство катастрофира.
Хелият се съхранява и превозва в течна форма и е изключително студен. Липсата му на реактивност го прави идеален за защитна среда. Никога не боравете с хелий директно. Толкова е невероятно студено, че може да причини опасно измръзване.
Къде се намира хелий в ежедневието?
Можете да намерите хелий, използван в ежедневието под различни форми. Използва се като повдигащ агент, в парти балони, в водолазни смеси и в оптични влакна. Заварчиците използват хелий за заваряване на дъги в строителството. Лекарите и хирурзите използват хелий, за да помогнат на пациенти с белодробни и сърдечни процедури. Когато посетите магазин за хранителни стоки и хранителни стоки са сканирани, вероятно наблюдавате хелиево-неонови лазери. Ако някога видите платно плаване над главата, можете да сте сигурни, че се държи на височина от хелий. Вижте дали можете да забележите употребата на хелий в ежедневието, докато продължавате деня си.
Хелий взривен газ ли е?
Хелият не е взривоопасен газ. Той е класифициран като негорим, което означава, че хелият не може да гори. Тя е изключително студена в течна форма, толкова студена, че замръзва други газове. Ако обаче контейнерът му е изложен на топлина, самият контейнер може да се спука. Втечнен хелий може да заври силно, когато се постави във вода и това може да доведе до голямо налягане вътре в контейнерите, увеличавайки риска контейнерите да избухнат от налягането. Но сам по себе си хелият няма да избухне.
Какви са последиците от вдишване на хелий?
Може би сте чували хумористичния звук на някой, който диша малко хелий от балон. Дишащият хелий променя височината на човешкия глас, правейки го много по-висок, скърцащ и карикатурен. Проблемът с това е, че когато вдишвате хелий от балон, не дишате въздух. Човешките тела трябва да вдишват въздух, за да функционират правилно и да получават кислород там, където е необходим в мозъка и тялото. Дори дишането в малко количество хелий може да причини замайване. Но също така може да причини загуба на съзнание и да причини задушаване. Продължаващото дишане на хелий може дори да доведе до смърт от аноксия, което означава глад на кислород от тялото.