திரவ ஹைட்ரஜன்: பண்புகள் மற்றும் பயன்பாடுகள்

திரவ ஹைட்ரஜன் ஹைட்ரஜன் மொத்த மாநிலங்களில் ஒன்றாகும். இந்த உறுப்பு வாயு மற்றும் திடமான நிலை மேலும் வேறுபடுகின்றது. வாயு வடிவம் பலருக்கு நன்கு தெரிந்திருந்தால், மற்ற இரண்டு தீவிர மாநிலங்கள் கேள்விகளைக் கேட்கின்றன.

கதை

திரவ ஹைட்ரஜன் கடந்த நூற்றாண்டின் முற்பகுதியில் மட்டுமே பெறப்பட்டது, ஆனால் அதற்கு முன்னர், வேதியியல் மற்றும் வாயுக்களை சேமித்து வைக்கும் இந்த முறையை வளர்த்ததில் வேதியியல் நீண்ட வழி வந்துள்ளது.

செயற்கை குளிர்ச்சியானது இங்கிலாந்தில் பதினெட்டாம் நூற்றாண்டின் நடுவில் விண்ணப்பிக்கத் தொடங்கியது. 1984 இல் திரவமாக்கப்பட்ட சல்பர் டையாக்ஸைடு மற்றும் அம்மோனியாவைப் பெற்றனர். இந்த ஆய்வுகள் அடிப்படையில், முதல் குளிர்சாதன பெட்டி இருபது வருடங்கள் கழித்து உருவாக்கப்பட்டு, முப்பது வருடங்களுக்குப் பிறகு பெர்கின்ஸ் தனது கண்டுபிடிப்பிற்கான உத்தியோகபூர்வ காப்புரிமையை முறைப்படுத்தினார். 1851 ஆம் ஆண்டில், அட்லாண்டிக் பெருங்கடலின் மறுபுறத்தில், ஜான் கோரி ஒரு காற்றுச்சீரமைப்பினை உருவாக்கும் உரிமைகளை அறிவித்தார்.

1885 ஆம் ஆண்டில் போலோல் வொல்ப்பிவ்ஸ்கி தனது கட்டுரையில் அறிவித்தபோது, ஹைட்ரஜன் மட்டுமே வந்தது. இந்த உறுப்புகளின் கொதிநிலை 23 Kelvin, உச்ச வெப்பநிலை 33 Kelvin, மற்றும் முக்கியமான அழுத்தம் 13 வளிமண்டலங்கள் என்று தனது கட்டுரையில் அறிவித்தார். இந்த அறிக்கையின் பின்னர், ஜேம்ஸ் தீவர் 19 ஆம் நூற்றாண்டின் இறுதியில் திரவ ஹைட்ரஜன் உருவாக்க முயன்றார், ஆனால் அவர் ஒரு நிலையான பொருளைப் பெறவில்லை.

உடல் பண்புகள்

இந்த மொத்த மாநிலமானது மிகக் குறைந்த அடர்த்தி கொண்டது - க்யூபிக் சென்டிமீட்டருக்கு ஒரு கிராம் நூறு நூறு. இந்த திரவ ஹைட்ரஜன் சேமிக்க சிறிய கொள்கலன்களை பயன்படுத்த முடியும். கொதிநிலை புள்ளி 20 Kelvin (-252 செல்சியஸ்) மட்டுமே, மற்றும் இந்த பொருள் ஏற்கனவே 14 கெல்வின் மணிக்கு உறைந்துவிடும்.

திரவ எந்த வாசனை, நிறம் மற்றும் சுவை உள்ளது. ஆக்ஸிஜனுடன் கலந்து அதை அரை வழக்குகளில் ஒரு வெடிப்பு ஏற்படலாம். கொதிநிலை புள்ளி அடைந்தவுடன், ஹைட்ரஜன் ஒரு வாயு நிலையில் மாறும், அதன் தொகுதி 850 மடங்கு அதிகரிக்கிறது.

நீர்மம் பிறகு, ஹைட்ரஜன் 15 முதல் 19 கெல்வின் வரம்பில் ஒரு குறைந்த அழுத்தம் மற்றும் வெப்பநிலை பராமரிக்க இது காப்பிடப்பட்ட கொள்கலன்களில் வைக்கப்படுகிறது.

ஹைட்ரஜன் பரவுதல்

திரவ ஹைட்ரஜன் செயற்கை முறையில் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது மற்றும் இயற்கை சூழலில் ஏற்படாது. நாம் மொத்த கணக்கில் எடுத்துக் கொள்ளாவிட்டால், ஹைட்ரஜன் கிரகம் பூமியில் மட்டுமல்லாமல், அண்டத்தில் மட்டுமல்லாமல் மிகவும் பொதுவான உறுப்பு ஆகும். அதில் நட்சத்திரங்கள் (எங்கள் சன் உட்பட) உள்ளன, அவற்றுக்கு இடையில் அவை நிரப்பப்படுகின்றன. ஹைட்ரஜன் டெர்மோனிகல் அணு உலைகளின் எதிர்விளைவுகளில் பங்கேற்கிறது, மேலும் மேகங்களை உருவாக்கவும் முடியும்.

பூமியின் மேற்புறத்தில், இந்த உறுப்பு மொத்தத்தில் ஒரு சதவீதத்தை மட்டுமே கொண்டுள்ளது. எமது சுற்றுச்சூழலில் அதன் பங்கு, மதிப்பில் ஹைட்ரஜன் அணுக்களின் எண்ணிக்கை ஆக்ஸிஜனுக்கு மட்டுமே இரண்டாவது என்பது உண்மைதான். எங்கள் கிரகத்தில், கிட்டத்தட்ட அனைத்து H ₂ இருப்புகளும் ஒரு பிணைப்பு நிலையில் உள்ளன. ஹைட்ரஜன் அனைத்து உயிரினங்களின் ஒரு பகுதியாக உள்ளது.

பயன்படுத்த

திரவ ஹைட்ரஜன் (செல்சியஸ் வெப்பநிலை -252 டிகிரி) பெட்ரோலியம் மற்றும் எண்ணெய் சுத்திகரிப்பு மற்ற டெரிவேடிவ்களை சேமிப்பதற்கான வடிவத்தில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. கூடுதலாக, தற்போது, போக்குவரத்து கொள்கைகள் இயற்கை எரிவாயுக்கு பதிலாக எரிபொருளாக திரவ ஹைட்ரஜன் பயன்படுத்தலாம். இது சுரங்கத் திறனைக் குறைக்கும் மற்றும் வளிமண்டலத்தில் உமிழ்வுகளை குறைக்கும். ஆனால் உகந்த இயந்திர வடிவமைப்பு காணப்படவில்லை.

திரவ ஹைட்ரஜன் நுண்ணுயிரிகளோடு கூடிய சோதனையிடங்களில் குளிர்ச்சியாக இயங்குகிறது. அடிப்படை துகள் மற்றும் ஹைட்ரஜன் அணுக்கருவின் வெகுஜன நடைமுறை சமமாக இருப்பதால், அவைகளுக்கு இடையேயான ஆற்றல் பரிமாற்றம் மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும்.

நன்மைகள் மற்றும் தடைகள்

திரவ ஹைட்ரஜன் வளிமண்டலத்தின் வெப்பத்தை மெதுவாகவும், பசுமை இல்ல வாயுக்களின் அளவைக் குறைக்கவும் உதவுகிறது. அது காற்றுடன் (உட்புற எரிப்பு இயந்திரத்தின் வழியாகச் சென்றவுடன்), நீர் மற்றும் நைட்ரிக் ஆக்சைடின் சிறிய அளவு ஆகியவற்றை உருவாக்கும்.

இருப்பினும், இந்த யோசனை அதன் சொந்த கஷ்டங்களைக் கொண்டிருக்கிறது, உதாரணமாக, எரிவாயுவை சேமித்து வைக்கும் ஒரு முறை, அதே போல் பற்றவைப்பு அல்லது ஒரு வெடிப்பு கூட அதிக ஆபத்து. அனைத்து முன்னெச்சரிக்கை நடவடிக்கைகளும் எடுக்கப்பட்டுவிட்டாலும், ஹைட்ரஜன் ஆவியாதல் தடுக்கப்படவில்லை.

ஏவுகணை எரிபொருள்

திரவ ஹைட்ரஜன் (20 கெல்வின் வரை சேமிப்பு வெப்பநிலை) ராக்கெட் எரிபொருளின் கூறுகளில் ஒன்றாகும் . இது பல செயல்பாடுகளை கொண்டுள்ளது:

1. இயந்திர பாகங்கள் மற்றும் சூடாக்கி இருந்து முனை பாதுகாப்பு கூலிங்.
2. ஆக்ஸிஜன் மற்றும் வெப்பம் கலந்த பிறகு இழுத்து வைக்கவும்.

நவீன ராக்கெட் என்ஜின்கள் ஹைட்ரஜன்-ஆக்ஸிஜன் கலவையில் செயல்படுகின்றன. பூமியின் ஈர்ப்பைக் கடப்பதற்கு தேவையான வேகத்தை அடையவும், அதே நேரத்தில் அதிகபட்ச வெப்பநிலைகளை வெளிப்படுத்தாமல் விமானத்தின் அனைத்து பகுதிகளையும் வைத்திருக்கவும் இது உதவுகிறது.

தற்போது, ஒரே ஒரு ராக்கெட், ஹைட்ரஜன் முழுமையாக எரிபொருளாகப் பயன்படுத்துகிறது. பெரும்பாலான சந்தர்ப்பங்களில், திரவ ஹைட்ரஜன் ராக்கெட்டுகளின் மேல் நிலைகளை அல்லது ஒரு வெற்றிடத்தின் பெரும்பகுதியை செலவழிக்கும் அந்த கருவியில் பிரிக்கப்பட வேண்டும். ஆய்வாளர்களிடம் இருந்து அதன் அடர்த்தி அதிகரிக்க பொருட்டு இந்த உறுப்பு அரை உறைந்த வடிவம் பயன்படுத்த முன்மொழியப்பட்டது.