Зміст
- TL; DR (Занадто довго; Не читав)
- Чому гелій важливий для світу?
- Для чого використовується гелій?
- Де знаходиться гелій у повсякденному житті?
- Гелій є вибухонебезпечним газом?
- Які наслідки вдихання гелію?
Гелій - елемент, відомий як благородний газ. Він безбарвний і без запаху, і поширений він у всьому Всесвіті. Ви можете знати про гелій з гелієвих куль, які плавають. Однак елемент гелій має набагато більше застосувань, ніж кульки для партій. Він також використовується в автомобільних подушках, високотехнологічному обладнанні, медичних пристроях та літаках. Гелій продовжує залишатися важливою складовою сучасного життя, хоча ви не можете бачити його безпосередньо.
TL; DR (Занадто довго; Не читав)
Гелій є другим найпоширенішим елементом у Всесвіті. Хоча ви не бачите його і не відчуваєте запаху, гелій представлений у багатьох повсякденних цілях, в техніці, медицині і навіть в автомобілях.
Чому гелій важливий для світу?
Щоб зрозуміти важливість гелію для світу, це допомагає дізнатися більше про властивості елементів. Крім того, важливо дізнатися про його історію та про те, як питання її постачання входять у аспекти сучасного життя.
Гелій - це елемент, який існує в газовій формі. Його атомний символ - "Він", а його атомний номер - 2 на періодичній таблиці. Температура плавлення гелію є найнижчою з усіх елементів, а температура кипіння - -452 градуси Фаренгейта. Тільки гелій може залишатися рідким, навіть якщо його температура знижена. Він затвердіє лише при екстремальному тиску. Ці властивості роблять гелій незамінним для деяких нових технологій, таких як надпровідні матеріали.
Елемент гелій поступається лише водню за великою кількістю у Всесвіті. Гелій існує у кожної зірки, і він найбагатший у найгарячіших зірках. Він виробляється в результаті реакцій ядерного синтезу в зірках. Насправді гелій був відкритий першим під час вивчення власної зірки, сонця. Гелій переважає на сонці; це важливий елемент і тому важливий для світу.
Гелій не був виявлений до 18 серпня 1868 р. Французький астрофізик на ім’я П'єр Жуль Сезар Янссен використовував новий астрономічний прилад під назвою спектроскоп для спостереження довжин світлових хвиль. Спектроскоп відображав спектри або довжини світлових хвиль як кольорові смуги. Спостерігаючи затемнене сонце за допомогою спектроскопа, Янссен знайшов довжину хвилі у світлі Сонця, яка не відповідала жодному іншому, ще знайденому на Землі, у вигляді яскраво-жовтої лінії. Янссен зрозумів, що виявив новий елемент. Ще один астроном, англієць Норман Лок'єр, також зробив це спостереження під час огляду сонця. Вони обоє спостерігали елемент гелій, який Локкер назвав грецьким словом для сонця. Врешті-решт, у 1882 р. Гелій був фактично виявлений на Землі, у лаві гори Везувій, коли фізик Луїджі Пальмієрі виявив яскраво-жовтий спектр, аналізуючи лаву. Пізніше Вільям Рамсей провів експерименти, які довели, що гелій існує на Землі; Він виявив, що, коли радій елемента затухає, він утворює гелій. Пер Теодор Клів та Нілс Авраам Лангер в 1895 році відмовилися від атомної ваги гелію.
Вивчення гелію допомагає вченим краще зрозуміти не лише Землю, але й інші планети. У Сонячній системі вчені виявили гелій в атмосфері гігантських газових планет Юпітер та Сатурн. На Сатурні свого роду гелієвий дощ, змішаний з рідким воднем, потрапляє в атмосферу в екстремальному середовищі температури і тиску. Вчені вважають, що цей "дощ" гелію потрапляє до ядра планети. Його розв'язана гравітаційна потенціальна енергія може бути тим, що змушує Сатурн так яскраво сяяти - особливість, яка здивувала вчених роками.
З часом вчені дізналися більше про властивості гелію. Опис гелію полягає в тому, що він безбарвний і без запаху і легший за повітря. Ось чому повітряні кулі, наповнені гелієм, плавають, а гелій не дуже розчинний у воді. Інертні якості елемента характерні часто в описі гелію. Історично вважається хімічно інертним, воно, як правило, не реагує з іншими елементами. Гелій не хоче віддавати свої два електрони; він залишається стабільним зі своєю електронною оболонкою. Через це гелій класифікується як один із благородних газів, поряд з неоном, аргоном, радоном та іншими благородними газами на періодичній таблиці.
Нещодавно вчені виявили, що гелій не є повністю інертним, як колись думали.Виявивши кристали, виготовлені з елементів гелію та натрію, дослідники виявили, що гелій може поєднуватися з іншими атомами, не поділяючи його електронами - іншими словами, він поєднується з іншими атомами, але не утворює хімічних зв’язків у процесі. Натомість він захищає позитивно заряджені атоми один від одного і протидіє відштовхувальній силі, яка зазвичай відштовхує їх. Під надзвичайним тиском, як, наприклад, у серцевині Землі, гелій та водень стискаються та утворюють стійкі сполуки. Вчені можуть розкрити більш захоплюючі аспекти елемента гелій, і чи все-таки вдасться вважати його справді інертним, чи він справді може утворювати стійкі сполуки в екстремальних умовах.
В атмосфері гелій зосереджений лише приблизно в 1 частині на 200000. Витяг гелію з повітря не є практичним, економічно ефективним чи ефективним, тому люди не отримують гелій. Натомість гелій виробляють із природного газу. Домішки, такі як вода, сульфіди та діоксиди вуглецю, спочатку повинні бути видалені, а потім отриманий неочищений гелій, який ще містить інші елементи, такі як аргон, неон, водень та азот, очищається під високим тиском. Потім цей сирий продукт охолоджують. Аргон та азот зріджуються, а з часом азот випаровується. Гелій відокремлюється від неону, азоту та водню. Додаткова фільтрація активованим вугіллям видаляє інші гази.
Гелій можна знайти в деяких родовищах природного газу по всьому світу. Однак це не в кожному родовищі природного газу. У США гелій добувають із свердловин у Канзасі, Оклахомі та Техасі. Тільки в Техасі розміщується Федеральний заповідник гелію, основний запас для США, однак це постачання з часом зменшується. Велике родовище гелію існує і в Танзанії. Зараз у світі лише 14 рослин, які рафінують гелій. Гелій також міститься в гниючих радіоактивних мінералах. Він, природно, виготовлений з космічного та рентгенівського обстрілів берилієм та літієм.
Скорочення поставок гелію стало головним питанням. Залежність від гелію в сучасних технологіях зросла, а в результаті зменшилася пропозиція. Вчені працюють над тим, щоб зробити виробництво гелію більш ефективним та стійким. Нові методи, такі як переробка та повторне зрідження гелію, можуть працювати в невеликих масштабах, які можуть допомогти дослідникам. Це може допомогти зменшити вартість гелію, коли його запас зменшиться.
Відкриття гелію призвело до багатьох великих нововведень. Врешті-решт з'явиться багато застосувань гелію. У сучасному житті значення гелію величезне в галузі техніки, медицини та досліджень.
Для чого використовується гелій?
Існує безліч застосувань гелію. Звичайно, він використовується для наповнення партійних куль, які радують дітей та дорослих у всьому світі. Гелій замінив водень на дирижаблях після того, як було виявлено, що водень є високореактивним. Гелій використовується для медицини, наукових досліджень, дугового зварювання, охолодження, газу для літальних апаратів, теплоносія для ядерних реакторів, кріогенних досліджень та виявлення витоків газу. Його використовують для своїх властивостей охолодження, оскільки температура кипіння близька до абсолютного нуля. Це робить його привабливим для використання в надпровідниках. Гелій також використовується для ракет, що працюють під тиском та інших космічних кораблів. Він також використовується як засіб теплопередачі.
У медицині іноді гелій використовується для допомоги хворим з проблемами легенів, такими як непрохідність дихальних шляхів, астма та ХОЗЛ. Гелій забезпечує краще проникнення газу до дистальних альвеол у легенях, тому його застосовують для вентиляції легенів, коли це необхідно. Гелій також використовується для тестування легеневої функції. Гелій також використовується в деяких лапароскопічних операціях замість окису вуглецю. Гелій іноді використовується як мітка для зображень. Іноді гелій використовують для операцій на відкритому серці, змішують з киснем і використовують як туман для легенів. Гелій також використовується для охолодження надпровідних магнітів у МРТ-сканерах. Радіаційні монітори також використовують гелій.
Чи знаєте ви, що гелій важливий для дайверів? Гелій замінює азот у водолазних газових сумішах, так що водолази можуть заглиблюватися під воду без негативних впливів на центральну нервову систему. Без цієї суміші водолази можуть постраждати від впливу тиску за умови, що називається "вигини".
Існують численні наукові використання гелію. Великий адронний колайдер використовує гелій для охолодження. Гелій був використаний для виявлення бозона Хіггса, головного прориву фізики. Застосовується в спектрометрах для ядерного магнітного резонансу. Надпровідники можуть працювати лише в тому випадку, якщо вони оточені сильним холодом гелію, і гелій застосовувався в космічній промисловості для охолодження супутникових приладів та паливного теплоносія для космічних апаратів. Метеорологи використовують наповнені гелієм погодні кулі для спостереження за погодою. Скануючі електронні мікроскопи іноді використовують гелій для кращої роздільної здатності зображення.
Гелій також відіграє важливу роль у безпеці транспортних засобів. Він використовується для заповнення подушок безпеки, якщо транспортний засіб зазнає аварії.
Гелій зберігається і транспортується в рідкому вигляді, і він надзвичайно холодний. Відсутність його реактивності робить його ідеальним для захисних середовищ. Ніколи не обробляйте гелій безпосередньо. Він настільки неймовірно холодний, що може спричинити небезпечні обмороження.
Де знаходиться гелій у повсякденному житті?
Ви можете знайти гелій, що використовується в побуті в різних формах. Застосовується як ліфтинг, у партійних кулях, у водолазних сумішах та в оптичних волокнах. Зварювачі використовують гелій для зварювання дуг у будівництві. Лікарі та хірурги використовують гелій для допомоги пацієнтам з легеневими та серцевими процедурами. Коли ви відвідуєте продуктовий магазин, а ваші продуктові продукти скануються, ви, ймовірно, спостерігаєте гелієво-неонові лазери. Якщо ви коли-небудь бачите плаваюче плавання над головою, ви можете бути впевнені, що він тримається на висоті гелієм. Подивіться, чи зможете ви помітити використання гелію у повсякденному житті, коли ви проходите у свій день.
Гелій є вибухонебезпечним газом?
Гелій не є вибухонебезпечним газом. Це класифікується як негорючий, що означає, що гелій не може горіти. Він надзвичайно холодний у рідкому вигляді, настільки холодний, що замерзає інші гази. Однак якщо його контейнер піддається впливу тепла, сам контейнер може лопнути. Зріджений гелій може бурхливо кипіти, якщо помістити його у воду, і це може призвести до великого тиску всередині контейнерів, збільшуючи ризик того, що контейнери можуть вибухнути від тиску. Але самостійно гелій не вибухне.
Які наслідки вдихання гелію?
Можливо, ви чули жартівливий звук того, як хтось вдихає трохи гелію з повітряної кулі. Дихаючий гелій змінює висоту голосу людини, роблячи його набагато вищим, писклявим і мультяшним. Проблема з цим полягає в тому, що коли ви дихаєте гелієм з повітряної кулі, ви не дихаєте повітрям. Людським тілам потрібно дихати повітрям, щоб нормально функціонувати та отримувати кисень там, де це потрібно в мозку та тілі. Навіть дихання в невеликій кількості гелію може викликати запаморочення. Але це також може спричинити втрату свідомості і викликати задуху. Постійне дихання гелію може навіть призвести до смерті від аноксії, що означає голодування кисню з організму.