Hidrogen cair: Properties dan Aplikasi

hidrogen cair - salah satu negara agregat hidrogen. Mengalokasikan lebih banyak keadaan gas dan padat dari elemen ini. Dan jika bentuk gas akrab bagi banyak orang, yang tersisa dua negara yang ekstrim menimbulkan pertanyaan.

cerita

hidrogen cair telah diperoleh hanya dalam tiga puluhan abad lalu, namun kimia ini telah datang jauh pada pengembangan metode penyimpanan gas dan aplikasi.

Pendingin eksperimental mulai menggunakan di pertengahan abad kedelapan belas di Inggris. Pada tahun 1984 ia menerima sulfur dioksida dan amonia cair. Atas dasar penelitian tersebut, dua puluh tahun kemudian dikembangkan kulkas pertama, dan dalam tiga puluh tahun Perkins telah mengeluarkan paten resmi untuk penemuannya. Pada tahun 1851, di sisi lain Atlantik Dzhon Gori mengatakan tentang Hak-hak penciptaan AC.

Hidrogen itu datang hanya di 1885, ketika Kutub Wroblewski mengumumkan dalam artikelnya bahwa titik didih unsur ini 23 Kelvin, suhu puncak - 33 Kelvin, dan tekanan kritis adalah 13 atmosfer. Setelah pernyataan ini untuk membuat hidrogen cair mencoba Dzheyms Dyuar pada akhir abad ke-19, tapi stabilitas zat itu tidak terjadi.

sifat fisik

Ini negara agregat ditandai dengan bahan kepadatan sangat rendah - seratus gram per sentimeter kubik. Hal ini memungkinkan untuk menggunakan wadah yang relatif kecil untuk menyimpan hidrogen cair. Titik didih hanya 20 Kelvin (-252 Celsius) dan zat ini membeku sudah di 14 derajat Kelvin.

Cairan tidak memiliki bau, warna dan rasa. Mencampurnya dengan oksigen dapat menyebabkan ledakan setengah kasus. Setelah mencapai titik didih hidrogen masuk ke dalam keadaan gas dan volume meningkat sebesar 850 kali.

Setelah pencairan hidrogen ditempatkan dalam wadah terisolasi, yang didukung oleh tekanan rendah dan suhu dalam kisaran 15-19 Kelvin.

prevalensi hidrogen

hidrogen cair diproduksi artifisial dan di lingkungan alam tidak terjadi. Jika Anda tidak memperhitungkan negara agregat, hidrogen - elemen yang paling berlimpah tidak hanya di Bumi tetapi di seluruh alam semesta. Ini terdiri dari bintang-bintang (termasuk matahari kita), mereka mengisi ruang antara mereka. Hidrogen adalah terlibat dalam reaksi fusi, dan dapat membentuk awan.

kerak bumi elemen yang menempati hanya sekitar satu persen dari jumlah total substansi. perannya dalam ekosistem kita dapat diperkirakan dari fakta bahwa jumlah atom hidrogen dalam jumlah kedua setelah oksigen. Di planet kita, hampir semua saham dari H ₂ terikat. Hidrogen - komponen dari semua makhluk hidup.

penggunaan

hidrogen cair (suhu -252 derajat Celsius) digunakan sebagai cetakan untuk penyimpanan bensin dan turunan minyak olahan lainnya. Selain itu, saat ini didirikan konsep transportasi yang bisa menggunakan hidrogen cair sebagai bahan bakar bukan gas alam. Hal ini akan mengurangi biaya produksi sumber daya berharga dan mengurangi emisi. Tapi selama desain optimal mesin dan itu tidak ditemukan.

hidrogen cair banyak digunakan sebagai fisikawan refrigeran dalam percobaan mereka dengan neutron. Karena massa partikel dasar dan inti hidrogen yang praktis sama, pertukaran energi sangat efisien diantaranya.

Manfaat dan Kendala

hidrogen cair memungkinkan pemanasan lambat dari atmosfer dan mengurangi jumlah gas rumah kaca, jika digunakan sebagai bahan bakar untuk kendaraan. Ketika berinteraksi dengan udara (setelah melewati mesin pembakaran internal) akan menghasilkan air dan sejumlah kecil oksida nitrat.

Namun, ide ini memiliki kesulitan tersendiri, misalnya, metode penyimpanan gas dan transportasi, serta peningkatan risiko kebakaran atau bahkan ledakan. Bahkan dengan asumsi bahwa semua tindakan pencegahan untuk mencegah penguapan hidrogen tidak mungkin.

bahan pembakar

hidrogen cair (suhu penyimpanan hingga 20 Kelvin) adalah komponen dari propelan. Ini memiliki beberapa fungsi:

1. Pendinginan komponen mesin dan melindungi nozzle dari overheating.
2. Mengamankan batang setelah pencampuran dengan oksigen dan pemanasan.

Modern mesin roket beroperasi pada kombinasi hidrogen-oksigen. Hal ini membantu untuk mencapai kecepatan yang diinginkan untuk mengatasi daya tarik bumi, dan untuk menjaga semua pesawat, tanpa menundukkan mereka untuk aksi suhu ekstrim.

Saat ini hanya ada satu roket, yang sepenuhnya menggunakan hidrogen sebagai bahan bakar. Dalam kebanyakan kasus, hidrogen cair diperlukan untuk memisahkan tahap atas, atau alat-alat yang memegang sebagian besar pekerjaan dalam vakum. Dari para peneliti saran untuk menggunakan bentuk setengah beku dari elemen dalam rangka meningkatkan densitas.