Καθημερινές χρήσεις αερίου ηλίου

Το ήλιο είναι ένα στοιχείο γνωστό ως ευγενές αέριο. Είναι άχρωμο και άοσμο και επικρατεί σε ολόκληρο το σύμπαν. Μπορεί να γνωρίζετε για το ήλιο από μπαλόνια ηλίου, τα οποία επιπλέουν. Ωστόσο, το στοιχείο ήλιο έχει πολλές περισσότερες χρήσεις από τα μπαλόνια πάρτι. Χρησιμοποιείται επίσης σε αερόσακους αυτοκινήτου, εξοπλισμό υψηλής τεχνολογίας, ιατρικές συσκευές και αεροσκάφη. Το ήλιο εξακολουθεί να αποτελεί σημαντικό συστατικό της σύγχρονης ζωής, παρόλο που δεν μπορείτε να το δείτε άμεσα.

TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)

Το ήλιο είναι το δεύτερο πιο άφθονο στοιχείο στο σύμπαν. Αν και δεν μπορείτε να το δείτε ή να το μυρίσετε, το ήλιο εμφανίζεται σε πολλές καθημερινές χρήσεις, στην τεχνολογία, στην ιατρική, ακόμα και σε αυτοκίνητα.

Για να κατανοήσουμε τη σημασία του ηλίου για τον κόσμο, βοηθά να μάθουμε περισσότερα για τις ιδιότητες του στοιχείου. Επιπλέον, είναι ζωτικής σημασίας να μάθουμε για την ιστορία του και πώς τα ζητήματα εφοδιασμού του περιλαμβάνονται σε πτυχές της σύγχρονης ζωής.

Το ήλιο είναι ένα στοιχείο που υπάρχει σε μορφή αερίου. Το ατομικό του σύμβολο είναι "Αυτός" και ο ατομικός του αριθμός είναι 2 στον περιοδικό πίνακα. Το σημείο τήξης του Ηλίου είναι το χαμηλότερο από όλα τα στοιχεία και το σημείο βρασμού του είναι -452 βαθμούς Φαρενάιτ. Μόνο το ήλιο μπορεί να παραμείνει υγρό ακόμη και αν η θερμοκρασία του είναι χαμηλότερη. Θα στερεοποιηθεί μόνο σε ακραία πίεση. Αυτές οι ιδιότητες καθιστούν το ήλιο απαραίτητο για ορισμένες νεότερες τεχνολογίες, όπως υπεραγώγιμα υλικά.

Το στοιχείο ήλιο είναι δεύτερο μετά το υδρογόνο στην αφθονία του στο σύμπαν. Το ήλιο υπάρχει σε κάθε αστέρι και είναι πιο άφθονο στα πιο καυτά αστέρια. Παράγεται από αντιδράσεις πυρηνικής σύντηξης σε αστέρια. Στην πραγματικότητα, το ήλιο ανακαλύφθηκε πρώτα μελετώντας το δικό μας αστέρι, τον ήλιο. Το ήλιο επικρατεί στον ήλιο. είναι ένα ουσιαστικό στοιχείο και επομένως σημαντικό για τον κόσμο.

Το ήλιο δεν ανακαλύφθηκε μέχρι τις 18 Αυγούστου 1868. Ένας Γάλλος αστροφυσικός με την ονομασία Pierre Jules Cesar Janssen χρησιμοποίησε μια νέα αστρονομική συσκευή που ονομάζεται φασματοσκόπιο για να παρατηρήσει μήκη κύματος φωτός. Το φασματοσκόπιο εμφάνισε τα φάσματα, ή μήκη κύματος φωτός, ως ζώνες χρώματος. Παρατηρώντας τον έκλειμμα του ήλιου με ένα φασματοσκόπιο, ο Janssen βρήκε μήκος κύματος στο φως του ήλιου που δεν αντιστοιχούσαν σε κανένα άλλο στοιχείο που βρέθηκε ακόμη στη Γη, με τη μορφή ενός φωτεινού κίτρινου γραμμή. Ο Janssen συνειδητοποίησε ότι είχε ανακαλύψει ένα νέο στοιχείο. Ένας άλλος αστρονόμος, ο Άγγλος Norman Lockyer, έκανε επίσης αυτήν την παρατήρηση ενώ βλέποντας τον ήλιο. Και οι δύο είχαν παρατηρήσει το στοιχείο ήλιο, το οποίο ονόμασε ο Λόκυερ από την ελληνική λέξη για τον ήλιο. Τελικά, το 1882, το ήλιο στην πραγματικότητα ανακαλύφθηκε στη Γη, στη λάβα του Βεζούβιου, όταν ο φυσικός Luigi Palmieri βρήκε τα φωτεινά κίτρινα φάσματα ενώ ανέλυσε τη λάβα. Αργότερα, ο William Ramsay πραγματοποίησε πειράματα που απέδειξαν ότι υπήρχε ήλιο στη Γη. βρήκε ότι όταν το στοιχείο ραδίου αποσυντέθηκε, παρήγαγε ήλιο. Οι Per Teodor Cleve και Nils Abraham Langer, το 1895, θα αποτίθωναν το ατομικό βάρος του ηλίου.

Η μελέτη του ηλίου βοηθά τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα όχι μόνο τη Γη, αλλά και τους άλλους πλανήτες. Στο ηλιακό σύστημα, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ήλιο στην ατμόσφαιρα των γιγαντιαίων πλανητών αερίου Δία και Κρόνο. Στον Κρόνο, ένα είδος βροχής ηλίου, αναμεμιγμένο με υγρό υδρογόνο, πέφτει στην ατμόσφαιρα σε ένα ακραίο περιβάλλον θερμοκρασίας και πίεσης. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι αυτή η «βροχή» ηλίου πέφτει στον πυρήνα του πλανήτη. Η απελευθερωμένη βαρυτική του ενέργεια μπορεί να είναι αυτό που κάνει τον Κρόνο να λάμπει τόσο έντονα, ένα χαρακτηριστικό που προβληματίζει τους επιστήμονες εδώ και χρόνια.

Με την πάροδο του χρόνου, οι επιστήμονες έμαθαν περισσότερα για τις ιδιότητες του ηλίου. Η περιγραφή του ηλίου είναι ότι είναι άχρωμο και άοσμο και ελαφρύτερο από τον αέρα. Γι 'αυτό τα μπαλόνια με ήλιο επιπλέουν και το ήλιο δεν είναι πολύ διαλυτό στο νερό. Οι αδρανείς ιδιότητες του στοιχείου εμφανίζονται συχνά στην περιγραφή του ηλίου. Ιστορικά θεωρείται χημικά αδρανές, τείνει να μην αντιδρά με άλλα στοιχεία. Το Ήλιο δεν θέλει να εγκαταλείψει τα δύο ηλεκτρόνια του. παραμένει σταθερό με το κέλυφος ηλεκτρονίων του. Εξαιτίας αυτού, το ήλιο κατηγοριοποιείται ως ένα από τα ευγενή αέρια, μαζί με νέον, αργόν, ραδόνιο και άλλα ευγενή αέρια στον περιοδικό πίνακα.

Πρόσφατα, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι το ήλιο δεν είναι εντελώς αδρανές, όπως κάποτε νόμιζε. Με την ανακάλυψη κρυστάλλων από στοιχεία ηλίου και νατρίου, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι το ήλιο μπορεί να συνδυαστεί με άλλα άτομα ενώ δεν μοιράζεται τα ηλεκτρόνια του - με άλλα λόγια, συνδυάζεται με άλλα άτομα, αλλά δεν δημιουργεί χημικούς δεσμούς στη διαδικασία. Αντ 'αυτού, προστατεύει τα θετικά φορτισμένα άτομα το ένα από το άλλο και μετράει την απωθητική δύναμη που κανονικά τα σπρώχνει. Υπό ακραία πίεση, όπως στον πυρήνα της Γης, το ήλιο και το υδρογόνο συμπιέζουν και σχηματίζουν σταθερές ενώσεις. Οι επιστήμονες μπορεί να αποκαλύψουν πιο συναρπαστικές πτυχές του στοιχείου ήλιο και αν θα παραμείνει είναι δυνατόν να το θεωρήσουμε πραγματικά αδρανές, ή εάν μπορεί πράγματι να σχηματίσει σταθερές ενώσεις σε ακραία κατάσταση περιβάλλοντα.

Στην ατμόσφαιρα, το ήλιο συγκεντρώνεται μόνο σε περίπου 1 μέρος στις 200.000. Δεν είναι πρακτικό, οικονομικώς αποδοτικό ή αποδοτικό να εξαγάγετε ήλιο από τον αέρα, έτσι δεν είναι πώς οι άνθρωποι αποκτούν ήλιο. Αντ 'αυτού, το ήλιο παράγεται από φυσικό αέριο. Οι ακαθαρσίες όπως το νερό, τα σουλφίδια και τα διοξείδια του άνθρακα πρέπει πρώτα να απομακρυνθούν και στη συνέχεια το προκύπτον ακατέργαστο το ήλιο, το οποίο εξακολουθεί να περιέχει άλλα στοιχεία όπως αργό, νέον, υδρογόνο και άζωτο, καθαρίζεται σε υψηλά επίπεδα πιέσεις. Αυτό το αργό ψύχεται. Το αργό και το άζωτο υγροποιούνται και τελικά το άζωτο εξατμίζεται. Το ήλιο διαχωρίζεται από νέον, άζωτο και υδρογόνο. Το πρόσθετο φιλτράρισμα με ενεργό άνθρακα απομακρύνει άλλα αέρια.

Το ήλιο μπορεί να βρεθεί σε ορισμένα κοιτάσματα φυσικού αερίου σε όλο τον κόσμο. Δεν είναι, ωστόσο, σε κάθε απόθεση φυσικού αερίου. Στις Ηνωμένες Πολιτείες, το ήλιο εξάγεται από πηγάδια στο Κάνσας, την Οκλαχόμα και το Τέξας. Μόνο στο Τέξας στεγάζεται το Federal Helium Reserve, η κύρια προσφορά για τις ΗΠΑ. Αυτή η προσφορά, ωστόσο, μειώνεται με την πάροδο του χρόνου. Υπάρχει επίσης μεγάλη κατάθεση ηλίου στην Τανζανία. Υπάρχουν τώρα μόνο 14 φυτά στον κόσμο που βελτιώνουν το ήλιο. Το ήλιο βρίσκεται επίσης σε αποσυντιθέμενα ραδιενεργά μέταλλα. Φυσικά κατασκευάζεται από κοσμικό βομβαρδισμό ακτινών Χ από βηρύλλιο και λίθιο.

Η συρρίκνωση της παροχής ηλίου έχει γίνει ένα σημαντικό ζήτημα. Η εξάρτηση από το ήλιο στη σύγχρονη τεχνολογία έχει αυξηθεί και ως αποτέλεσμα η προσφορά μειώθηκε. Οι επιστήμονες εργάζονται για να κάνουν την παραγωγή ηλίου πιο αποτελεσματική και βιώσιμη. Νέες μέθοδοι όπως η ανακύκλωση και η εκ νέου υγροποίηση του ηλίου μπορεί να λειτουργούν σε μικρή κλίμακα που μπορεί να βοηθήσει τους ερευνητές. Αυτό μπορεί να συμβάλει στη μείωση του κόστους του ηλίου καθώς μειώνεται η προσφορά του.

Η ανακάλυψη του ηλίου οδήγησε σε πολλές μεγάλες καινοτομίες. Τελικά, θα προέκυπταν πολλές χρήσεις ηλίου. Στη σύγχρονη ζωή, η σημασία του ηλίου είναι τεράστια στους τομείς της τεχνολογίας, της ιατρικής και της έρευνας.

Υπάρχουν πολλές χρήσεις ηλίου. Φυσικά, χρησιμοποιείται για να γεμίσει μπαλόνια πάρτι που ευχαριστούν παιδιά και ενήλικες σε όλο τον κόσμο. Το ήλιο αντικατέστησε το υδρογόνο στα αεροσκάφη, αφού το υδρογόνο βρέθηκε να είναι πολύ αντιδραστικό. Το ήλιο χρησιμοποιείται για ιατρική, επιστημονική έρευνα, συγκόλληση τόξου, ψύξη, αέριο για αεροσκάφη, ψυκτικό για πυρηνικούς αντιδραστήρες, κρυογονική έρευνα και ανίχνευση διαρροών αερίου. Χρησιμοποιείται για τις ιδιότητες ψύξης του, επειδή το σημείο βρασμού του είναι σχεδόν μηδενικό. Αυτό το καθιστά ελκυστικό για χρήση σε υπεραγωγούς. Το ήλιο χρησιμοποιείται επίσης για τη συμπίεση πυραύλων και άλλων διαστημικών σκαφών. Χρησιμοποιείται επίσης ως παράγοντας μεταφοράς θερμότητας.

Στην ιατρική, μερικές φορές το ήλιο χρησιμοποιείται για να βοηθήσει τους ασθενείς με πνευμονικά προβλήματα, όπως οι εμποδισμένοι αεραγωγοί, το άσθμα και η ΧΑΠ. Το ήλιο επιτρέπει καλύτερη διείσδυση αερίου στις απομακρυσμένες κυψελίδες των πνευμόνων, οπότε χρησιμοποιείται για αερισμό των πνευμόνων όταν είναι ιατρικά απαραίτητο. Το ήλιο χρησιμοποιείται επίσης για δοκιμές πνευμονικής λειτουργίας. Το ήλιο χρησιμοποιείται επίσης σε ορισμένες λαπαροσκοπικές χειρουργικές επεμβάσεις αντί για μονοξείδιο του άνθρακα. Το ήλιο χρησιμοποιείται μερικές φορές ως ετικέτα για απεικόνιση. Μερικές φορές το ήλιο χρησιμοποιείται για χειρουργική επέμβαση ανοιχτής καρδιάς, αναμιγνύεται με οξυγόνο και χρησιμοποιείται ως ομίχλη για τους πνεύμονες. Το ήλιο χρησιμοποιείται επίσης για την ψύξη των υπεραγωγών μαγνητών σε σαρωτές μαγνητικής τομογραφίας. Οι οθόνες ακτινοβολίας χρησιμοποιούν επίσης ήλιο.

Γνωρίζατε ότι το ήλιο είναι σημαντικό για τους δύτες; Το ήλιο αντικαθιστά το άζωτο σε μίγματα αερίων κατάδυσης, έτσι ώστε οι δύτες να μπορούν να πηγαίνουν βαθύτερα κάτω από το νερό χωρίς αρνητικά αποτελέσματα στο κεντρικό νευρικό σύστημα. Χωρίς αυτό το μείγμα, οι δύτες θα μπορούσαν να υποφέρουν από επιπτώσεις στην πίεση με την κατάσταση που ονομάζεται «οι στροφές».

Υπάρχουν πολλές επιστημονικές χρήσεις ηλίου. Το Large Hadron Collider χρησιμοποιεί ήλιο για ψύξη. Το Ήλιο χρησιμοποιήθηκε για να ανακαλύψει το μποζόνιο Higgs, μια σημαντική ανακάλυψη στη φυσική. Χρησιμοποιείται σε φασματόμετρα πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού. Οι υπεραγωγοί μπορούν να λειτουργήσουν μόνο εάν περιβάλλονται από το υπερβολικό κρύο ηλίου και το ήλιο έχει χρησιμοποιηθεί στη διαστημική βιομηχανία για την ψύξη δορυφορικών οργάνων και ψυκτικού καυσίμου για διαστημόπλοια. Οι μετεωρολόγοι χρησιμοποιούν μπαλόνια καιρού γεμάτα ήλιο για παρατήρηση καιρού. Τα ηλεκτρονικά μικροσκόπια σάρωσης χρησιμοποιούν μερικές φορές ήλιο για καλύτερη ανάλυση εικόνας.

Το ήλιο παίζει επίσης σημαντικό ρόλο στην ασφάλεια των οχημάτων. Χρησιμοποιείται για την πλήρωση αερόσακων σε περίπτωση σύγκρουσης ενός οχήματος.

Το ήλιο αποθηκεύεται και αποστέλλεται σε υγρή μορφή και είναι εξαιρετικά κρύο. Η έλλειψη αντιδραστικότητας το καθιστά ιδανικό για προστατευτικά περιβάλλοντα. Μην χειρίζεστε ποτέ ήλιο απευθείας. Είναι τόσο απίστευτα κρύο που μπορεί να προκαλέσει επικίνδυνο κρυοπαγήματα.

Μπορείτε να βρείτε το ήλιο που χρησιμοποιείται στην καθημερινή ζωή σε διάφορες μορφές. Χρησιμοποιείται ως ανυψωτικό μέσο, ​​σε μπαλόνια πάρτι, σε μίγματα κατάδυσης και σε οπτικές ίνες. Οι συγκολλητές χρησιμοποιούν ήλιο για συγκόλληση τόξων στην κατασκευή. Οι γιατροί και οι χειρουργοί χρησιμοποιούν ήλιο για να βοηθήσουν τους ασθενείς με πνευμονικές και καρδιακές διαδικασίες. Όταν επισκέπτεστε ένα μανάβικο και σαρώνονται τα παντοπωλεία σας, πιθανότατα παρατηρείτε λέιζερ ηλίου-νέον. Εάν έχετε δει ποτέ ένα ασταμάτητο πλεύσιμο από πάνω, μπορείτε να είστε σίγουροι ότι κρατείται ψηλά από ήλιο. Δείτε αν μπορείτε να εντοπίσετε τη χρήση ηλίου στην καθημερινή ζωή καθώς πηγαίνετε για την ημέρα σας.

Το ήλιο δεν είναι εκρηκτικό αέριο. Κατατάσσεται ως μη καύσιμο, πράγμα που σημαίνει ότι το ήλιο δεν μπορεί να κάψει. Είναι εξαιρετικά κρύο σε υγρή μορφή, τόσο κρύο που παγώνει άλλα αέρια. Ωστόσο, εάν το δοχείο του εκτεθεί σε θερμότητα, το ίδιο το δοχείο μπορεί να σπάσει. Το υγρό ήλιο μπορεί να βράσει βίαια όταν τοποθετηθεί σε νερό και αυτό μπορεί να οδηγήσει σε μεγάλη πίεση μέσα στα δοχεία, αυξάνοντας τον κίνδυνο έκρηξης των δοχείων από την πίεση. Αλλά από μόνο του, το ήλιο δεν θα εκραγεί.

Μπορεί να έχετε ακούσει τον χιουμοριστικό ήχο κάποιου να αναπνέει λίγο ήλιο από ένα μπαλόνι. Η αναπνοή του ήλιου αλλάζει τον τόνο της ανθρώπινης φωνής, καθιστώντας την πολύ ψηλότερη, τσίμπημα και γελοιογραφία. Το πρόβλημα με αυτό είναι ότι όταν αναπνέετε ήλιο από ένα μπαλόνι, δεν αναπνέετε στον αέρα. Τα ανθρώπινα σώματα πρέπει να αναπνέουν αέρα για να λειτουργούν σωστά και για να πάρουν οξυγόνο όπου χρειάζεται στον εγκέφαλο και το σώμα. Ακόμη και η αναπνοή σε μια μικρή ποσότητα ηλίου μπορεί να προκαλέσει ζάλη. Αλλά μπορεί επίσης να προκαλέσει απώλεια συνείδησης και να προκαλέσει ασφυξία. Η συνεχής αναπνοή του ηλίου μπορεί ακόμη και να οδηγήσει σε θάνατο από ανοξία, που σημαίνει λιμό οξυγόνου από το σώμα.