چگونه گاز هلیوم را مایع سازی می کنند؟
عنصر هلیوم در دما و فشار طبیعی به صورت گاز تک اتمی است. برای مایع سازی هلیوم به دمای بسیار پایینی در حدود 4 درجه کلوین نیاز است. دمای مایع سازی هلیوم به دلیل عدم تمایل اتم های آن به خود و دیگر اتم ها تا این حد پایین است. هلیوم عنصری است که در فشار طبیعی با کاهش دما حتی تا صفر مطلق جامد نخواهد شد و مایع سازی هلیوم آخرین تغییر فاز آن در فشار طبیعی خواهد بود.
هلیوم مایع چیست؟
ویژگی های هلیوم مایع چیست؟ همانند دیگر عناصر ویژگی های شیمیایی هلیوم مایع با هلیوم گاز تفاوتی ندارد. البته دمای بسیار پایین هلیوم در حالت مایع همراه با ویژگی واکنش ناپذیری کاربرد های خاص و ویژه ای برای آن ایجاد می کند. برای مثال از آن در خنک سازی ابر آهنربای دستگاه های MRI استفاده می شود و تقریباً مایع دیگری نمی تواند جایگزین آن باشد. به همین دلیل مایع سازی هلیوم با وجود هزینه هایش کاری حیاتی است.
اگر لازم باشد فراتر از مایع سازی هلیوم پیش رفته و به هلیوم جامد دست پیدا کند لازم فشار معمولی را تا 25 بار بالا ببرند.
گاز هلیوم چیست؟
هلیوم در جدول تناوبی عناصر با نماد He و عدد اتمی 2 نمایش داده می شود. هلیوم گازی بدون رنگ و بو است که پایین ترین نقطه ی جوش را در بین عناصر دارد. از نظر شیمیایی خنثی است و پس از هیدروژن عنوان فراوان ترین عنصر را در جهان به خود اختصاص داده است.
نام هلیوم را از واژه ی یونانی helios به معنی خورشید گرفته اند زیرا اولین بار طیف های این عنصر در نور خورشید دیده شد.
هلیوم مایع دارای چه مشخصاتی است؟
مایع سازی هلیوم سبب می شود یک ویژگی مهم به هلیوم افزوده شود و آن دمای بسیار بسیار پایین است. هیچ عنصری با این ویژگی وجود ندارد که دارای دمای بسیار بایین در حدود 270- درجه سلسیوس باشد و در عین حال واکنش با عناصر دیگر ندهد. برای مثال هیدروژن مایع نیز دمای پایینی دارد اما به دلیل آتشگیر بودن امکان استفاده از ان در بسیاری از کاربردهای حیاتی وجود ندارد.
مخلوط گاز در مایع چگونه تشکیل می شود؟
نحوه تشکیل مخلوط گاز در مایع چگونه است؟ از انحلال گاز در مایعات مخلوط گاز در مایع تشکیل می شود. نمونه ی بارز یک مخلوط گاز در مایع را در اطراف خود می توانید در نوشابه های گازدار ببینید که گاز کربن دی اکسید تحت فشار در مایع حل شده است.
هلیوم مایع بیشتر در چه زمینه ای مصرف میشود؟
مایع سازی هلیوم به منظور استفاده از این ماده ی ویژه در کاربرد های مختلفی انجام می گیرد. علاوه بر کاربرد هلیوم در حالت مایع در خنک سازی دستگاه های MRI و NMR و دیگر کاربرد های برودتی از این ماده در سوخت شاتل های فضایی استفاده می شود. هلیوم در حالت مایع در صنعت نیز طرفداران بیشتری نسبت به هیدروژن مایع دارد زیرا سبک تر است و آتش نمی گیرد.
منابع اصلی هلیوم مایع چیست؟
گرچه هلیوم عنصری است که در جهان دومین فراوانی دارد، در زمین مقادیر زیادی از آن را نمی توان یافت. مقدار هلیومی که در جو زمین موجود است آنقدر ناچیز است که ارزش استحصال از تقطیر جزء به جزء هوای مایع را ندارد. منابع اصلی به دست آوردن هلیوم برای مایع سازی و تامین نیاز های حیاتی منابع گاز طبیعی هستند. البته تمام میدان های گاز طبیعی نیز در خود هلیوم ندارند. تنها میدان های خاصی در برخی از کشور ها از جمله روسیه و آمریکا میدان های گاز طبیعی حاوی هلیوم دارند. در این میدان های گازی تا حدود 7% هلیوم وجود دارد.
هلیوم مایع چگونه منتقل می شود؟
برای حمل و نقل هلیوم به صورت مایع آن را در کپسول های دو جداره مخصوص ذخیره می کنند. حجم این مخازن و کپسول ها بین 100 تا 400 لیتر است و برای استحکام بدنه ی آن از فولاد ضد زنگ استفاده می کنند. هلیوم یکی از محصولات وارداتی است و منابع آن در داخل کشور وجود ندارد. به همین دلیل بخشی از مسیر حمل و نقل را به صورت هوایی طی کرده و به داخل کشور وارد می شود. عمدتاً این محصول برای ایران از کشور امارات وارد می شود.
محفظه هلیوم مایع باید چگونه باشد؟
محفظه های ذخیره هلیوم مایع سه لایه هستند تا دمای خارج به آن ها منتقل نشود و عایق باشند. زیرا در صورت حرارت دیدن ممکن است هلیوم مایع فشار بالایی پیدا کند و منجر به انفجار کپسول ها شود. اما از آنجا که هلیوم گازی خورنده نیست اما در هر حال برای بدنه ی مخازن آن از استیل ضد زنگ استفاده می کنند.
کپسول های هلیوم مایع نباید در معرض نور مستقیم آفتاب قرار بگیرند. در نقاط پر حرارت نیز نباید انبار شوند. همچنین غلتاندن هر گونه کپسول حاوی گاز ها روی زمین مجاز نیست زیرا سبب آسیب دیدن کپسول و نشت مواد داخل آن می شود.
منبع : en.wikipedia
