Công dụng hàng ngày của khí Helium

NộI Dung

• TL; DR (Quá dài; Không đọc)
• Tại sao Helium quan trọng đối với thế giới?
• Helium được sử dụng để làm gì?
• Helium được tìm thấy ở đâu trong cuộc sống hàng ngày?
• Helium có phải là chất nổ không?
• Hậu quả của việc hít phải Helium là gì?

Helium là một nguyên tố được gọi là khí hiếm. Nó không màu và không mùi, và nó phổ biến khắp vũ trụ. Bạn có thể biết về helium từ bóng bay heli, nổi. Tuy nhiên, helium nguyên tố có nhiều công dụng hơn bóng bay tiệc tùng. Nó cũng được sử dụng trong túi khí xe hơi, thiết bị công nghệ cao, thiết bị y tế và máy bay. Helium tiếp tục là một thành phần chính của cuộc sống hiện đại, mặc dù bạn không thể nhìn thấy nó trực tiếp.

TL; DR (Quá dài; Không đọc)

Helium là nguyên tố phong phú thứ hai trong vũ trụ. Mặc dù bạn không thể nhìn thấy hoặc ngửi thấy nó, tính năng helium trong nhiều mục đích sử dụng hàng ngày, trong công nghệ, y học và thậm chí trong xe hơi.

Tại sao Helium quan trọng đối với thế giới?

Để hiểu tầm quan trọng của helium đối với thế giới, nó giúp tìm hiểu thêm về các thuộc tính của các yếu tố. Ngoài ra, điều quan trọng là tìm hiểu về lịch sử của nó và vấn đề cung cấp của nó đặc trưng như thế nào trong các khía cạnh của cuộc sống hiện đại.

Helium là một nguyên tố tồn tại ở dạng khí. Biểu tượng nguyên tử của nó là Sốt, He và số nguyên tử của nó là 2 trên bảng tuần hoàn. Điểm nóng chảy của Helium chanh là điểm thấp nhất trong tất cả các nguyên tố và điểm sôi của nó là -52 độ F. Chỉ helium có thể duy trì chất lỏng ngay cả khi nhiệt độ của nó được hạ xuống. Nó sẽ hóa rắn chỉ ở áp suất cực cao. Những đặc tính này làm cho helium không thể thiếu đối với một số công nghệ mới hơn như vật liệu siêu dẫn.

Nguyên tố helium chỉ đứng thứ hai sau hydro trong sự phong phú của nó trong vũ trụ. Helium tồn tại trong mọi ngôi sao, và nó có nhiều nhất trong những ngôi sao nóng nhất. Nó được tạo ra từ các phản ứng tổng hợp hạt nhân ở các ngôi sao. Trên thực tế, helium được phát hiện đầu tiên khi nghiên cứu ngôi sao của chúng ta, mặt trời. Helium phổ biến trong ánh mặt trời; nó là một yếu tố thiết yếu và do đó quan trọng đối với thế giới.

Helium không được phát hiện cho đến ngày 18 tháng 8 năm 1868. Một nhà vật lý thiên văn người Pháp tên là Pierre Jules Cesar Janssen đã sử dụng một thiết bị thiên văn mới gọi là máy quang phổ để quan sát bước sóng ánh sáng. Máy quang phổ hiển thị quang phổ, hoặc bước sóng ánh sáng, dưới dạng các dải màu. Khi quan sát mặt trời bị che khuất bằng kính quang phổ, Janssen tìm thấy bước sóng trong ánh sáng mặt trời không tương ứng với bất kỳ nguyên tố nào khác được tìm thấy trên Trái đất, dưới dạng một vạch màu vàng sáng. Janssen nhận ra anh ta đã phát hiện ra một yếu tố mới. Một nhà thiên văn học khác, người Anh Norman Lockyer, cũng thực hiện quan sát này trong khi ngắm mặt trời. Cả hai đã quan sát nguyên tố helium, mà Lockyer đặt tên theo từ Hy Lạp cho mặt trời. Cuối cùng, vào năm 1882, helium thực tế đã được phát hiện trên Trái đất, trong dung nham của núi Vesuvius, khi nhà vật lý Luigi Palmieri tìm thấy quang phổ màu vàng sáng trong khi ông phân tích dung nham. Sau đó, William Ramsay đã tiến hành các thí nghiệm chứng minh helium tồn tại trên Trái đất; ông phát hiện ra rằng khi nguyên tố radium phân rã, nó tạo ra helium. Per Teodor Cleve và Nils Abraham Langer, vào năm 1895, sẽ làm giảm trọng lượng nguyên tử helium.

Nghiên cứu helium giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn không chỉ Trái đất, mà cả các hành tinh khác. Trong hệ mặt trời, các nhà khoa học đã phát hiện ra khí heli trong bầu khí quyển của các hành tinh khí khổng lồ Sao Mộc và Sao Thổ. Trên sao Thổ, một loại mưa helium, trộn lẫn với hydro lỏng, rơi vào khí quyển trong một môi trường khắc nghiệt của nhiệt độ và áp suất. Các nhà khoa học cho rằng mưa helium này rơi vào lõi của hành tinh. Năng lượng tiềm năng hấp dẫn được giải phóng của nó có thể là điều khiến Sao Thổ tỏa sáng rực rỡ, một tính năng khiến các nhà khoa học bối rối trong nhiều năm.

Theo thời gian, các nhà khoa học đã tìm hiểu thêm về các tính chất của helium. Mô tả về helium là nó không màu và không mùi, và nhẹ hơn không khí. Đây là lý do tại sao bóng bay chứa đầy heli nổi và helium không tan nhiều trong nước. Các chất lượng trơ ​​của tính năng phần tử thường trong mô tả của helium. Trong lịch sử được coi là trơ về mặt hóa học, nó có xu hướng không phản ứng với các yếu tố khác. Helium không muốn từ bỏ hai electron của nó; nó vẫn ổn định với lớp vỏ điện tử của nó. Bởi vì điều này, helium được phân loại là một trong những loại khí cao quý, cùng với các loại khí neon, argon, radon và các loại khí cao quý khác trong bảng tuần hoàn.

Gần đây, các nhà khoa học phát hiện ra rằng helium không hoàn toàn trơ, như đã từng nghĩ.Khi phát hiện ra các tinh thể được tạo ra từ các nguyên tố helium và natri, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng helium có thể kết hợp với các nguyên tử khác trong khi không chia sẻ các electron của nó - nói cách khác, nó kết hợp với các nguyên tử khác nhưng không tạo ra liên kết hóa học trong quá trình. Thay vào đó, nó bảo vệ các nguyên tử tích điện dương với nhau và đánh bật lực đẩy thường đẩy chúng ra xa nhau. Dưới áp lực cực lớn, chẳng hạn như có thể ở lõi Trái đất, nén khí heli và hydro và tạo thành các hợp chất ổn định. Các nhà khoa học có thể phát hiện ra các khía cạnh hấp dẫn hơn của nguyên tố helium, và liệu vẫn có thể xem xét nó thực sự trơ hay nếu nó thực sự có thể tạo thành các hợp chất ổn định trong môi trường khắc nghiệt.

Trong khí quyển, helium chỉ tập trung ở khoảng 1 phần trong 200.000. Nó không thực tế, hiệu quả chi phí hoặc hiệu quả để chiết xuất helium từ không khí, vì vậy đó không phải là cách mọi người thu được helium. Thay vào đó, helium được sản xuất từ ​​khí tự nhiên. Các tạp chất như nước, sunfua và carbon dioxide trước tiên phải được loại bỏ, và sau đó helium thô, vẫn chứa các nguyên tố khác như argon, neon, hydro và nitơ, được tinh chế ở áp suất cao. Dầu thô này sau đó được làm mát siêu tốc. Argon và nitơ được hóa lỏng, và cuối cùng nitơ bay hơi. Helium tách ra từ neon, nitơ và hydro. Lọc bổ sung với than hoạt tính loại bỏ các khí khác.

Helium có thể được tìm thấy trong một số mỏ khí đốt tự nhiên trên khắp thế giới. Nó không, tuy nhiên, trong mỗi mỏ khí đốt tự nhiên. Ở Hoa Kỳ, helium được chiết xuất từ ​​các giếng ở Kansas, Oklahoma và Texas. Một mình Texas chứa Cục Dự trữ Helium Liên bang, nguồn cung cấp chính cho Hoa Kỳ, tuy nhiên, nguồn cung này đang cạn kiệt theo thời gian. Một lượng lớn helium cũng tồn tại ở Tanzania. Hiện tại chỉ có 14 nhà máy trên thế giới tinh chế helium. Helium cũng được tìm thấy trong các khoáng chất phóng xạ phân rã. Nó được tạo ra một cách tự nhiên từ sự bắn phá của vũ trụ và tia X của berili và lithium.

Nguồn cung helium bị thu hẹp đã trở thành một vấn đề lớn. Sự phụ thuộc vào helium trong công nghệ hiện đại đã tăng lên và kết quả là nguồn cung giảm. Các nhà khoa học đang làm việc để sản xuất helium hiệu quả và bền vững hơn. Các phương pháp mới như tái chế và tái hóa lỏng helium có thể hoạt động ở quy mô nhỏ có thể hỗ trợ các nhà nghiên cứu. Điều này có thể giúp giảm chi phí helium khi nguồn cung của nó giảm.

Việc phát hiện ra helium đã dẫn đến nhiều đổi mới lớn. Cuối cùng, nhiều công dụng của helium sẽ xuất hiện. Trong cuộc sống hiện đại, tầm quan trọng của helium là rất lớn trong lĩnh vực công nghệ, y học và nghiên cứu.

Helium được sử dụng để làm gì?

Có rất nhiều công dụng của helium. Tất nhiên, nó được sử dụng để lấp đầy những quả bóng bay khiến cả trẻ em và người lớn trên khắp thế giới thích thú. Helium thay thế hydro trong khí cầu, sau khi hydro được phát hiện có khả năng phản ứng cao. Helium được sử dụng cho y học, nghiên cứu khoa học, hàn hồ quang, điện lạnh, khí đốt cho máy bay, chất làm mát cho lò phản ứng hạt nhân, nghiên cứu đông lạnh và phát hiện rò rỉ khí. Nó được sử dụng cho các đặc tính làm mát của nó vì điểm sôi của nó gần bằng không tuyệt đối. Điều này làm cho nó hấp dẫn để sử dụng trong chất siêu dẫn. Helium cũng được sử dụng để phóng tên lửa và tàu vũ trụ khác. Nó cũng được sử dụng như một tác nhân truyền nhiệt.

Trong y học, đôi khi helium được sử dụng để hỗ trợ bệnh nhân mắc các vấn đề về phổi như tắc nghẽn đường thở, hen suyễn và COPD. Helium cho phép thâm nhập khí tốt hơn vào phế nang xa trong phổi, vì vậy nó được sử dụng để thông khí phổi khi cần thiết về mặt y tế. Helium cũng được sử dụng để kiểm tra chức năng phổi. Helium cũng được sử dụng trong một số ca phẫu thuật nội soi thay vì carbon monoxide. Helium đôi khi được sử dụng như một nhãn hiệu cho hình ảnh. Đôi khi helium được sử dụng để phẫu thuật tim hở, trộn với oxy và được sử dụng làm sương mù cho phổi. Helium cũng được sử dụng để làm mát các nam châm siêu dẫn trong máy quét MRI. Màn hình bức xạ cũng sử dụng helium.

Bạn có biết helium rất quan trọng đối với thợ lặn? Helium thay thế nitơ trong hỗn hợp khí lặn, để thợ lặn có thể đi sâu hơn dưới nước mà không bị ảnh hưởng hệ thần kinh trung ương tiêu cực. Nếu không có hỗn hợp này, thợ lặn có thể chịu tác động của áp lực với điều kiện gọi là uốn cong.

Có rất nhiều công dụng khoa học của helium. Large Hadron Collider sử dụng helium cho mục đích làm mát. Helium đã được sử dụng để khám phá boson Higgs, một bước đột phá lớn trong vật lý. Nó được sử dụng trong máy quang phổ cộng hưởng từ hạt nhân. Các chất siêu dẫn chỉ có thể hoạt động nếu chúng bị bao quanh bởi sự lạnh lẽo của helium và helium đã được sử dụng trong ngành vũ trụ để làm mát các thiết bị vệ tinh và chất làm mát nhiên liệu cho tàu vũ trụ. Các nhà khí tượng học sử dụng bóng bay thời tiết chứa đầy heli để quan sát thời tiết. Kính hiển vi điện tử quét đôi khi sử dụng helium để có độ phân giải hình ảnh tốt hơn.

Helium cũng đóng một vai trò quan trọng trong an toàn xe. Nó được sử dụng để lấp đầy túi khí nếu xe gặp sự cố.

Helium được lưu trữ và vận chuyển ở dạng lỏng, và nó rất lạnh. Sự thiếu phản ứng của nó làm cho nó lý tưởng cho môi trường bảo vệ. Đừng bao giờ xử lý helium trực tiếp. Trời lạnh đến mức có thể gây tê cóng nguy hiểm.

Helium được tìm thấy ở đâu trong cuộc sống hàng ngày?

Bạn có thể tìm thấy helium được sử dụng trong cuộc sống hàng ngày dưới nhiều hình thức khác nhau. Nó được sử dụng như một tác nhân nâng, trong bóng bay tiệc tùng, trong hỗn hợp lặn và trong sợi quang. Thợ hàn sử dụng helium để hàn hồ quang trong xây dựng. Bác sĩ và bác sĩ phẫu thuật sử dụng helium để giúp bệnh nhân làm các thủ tục về phổi và tim. Khi bạn ghé thăm một cửa hàng tạp hóa và cửa hàng tạp hóa của bạn được quét, bạn có thể quan sát thấy tia laser helium-neon. Nếu bạn từng nhìn thấy một chiếc thuyền buồm ảm đạm trên đầu, bạn có thể chắc chắn rằng nó được giữ trên cao bằng helium. Xem nếu bạn có thể phát hiện ra việc sử dụng helium trong cuộc sống hàng ngày khi bạn đi về ngày của bạn.

Helium có phải là chất nổ không?

Helium không phải là một loại khí nổ. Nó được phân loại là không cháy, có nghĩa là helium không thể cháy. Nó rất lạnh ở dạng lỏng, lạnh đến mức đóng băng các loại khí khác. Tuy nhiên, nếu container của nó tiếp xúc với nhiệt, chính container có thể vỡ. Heli hóa lỏng có thể sôi dữ dội khi được đặt trong nước, và điều này có thể dẫn đến áp lực lớn bên trong các thùng chứa, làm tăng nguy cơ các container có thể phát nổ từ áp suất. Nhưng trên chính nó, helium sẽ không nổ.

Hậu quả của việc hít phải Helium là gì?

Bạn có thể đã nghe thấy âm thanh hài hước của một ai đó hít vào một chút helium từ một quả bóng bay. Hơi thở helium thay đổi cao độ của giọng nói của con người, làm cho nó cao hơn, rít lên và hoạt hình. Vấn đề với việc này là khi bạn hít khí heli từ khinh khí cầu, bạn không thở trong không khí. Cơ thể con người cần hít thở không khí để hoạt động bình thường, và để có được oxy ở nơi cần thiết trong não và cơ thể. Ngay cả việc hít một lượng helium nhỏ cũng có thể gây chóng mặt. Nhưng nó cũng có thể gây mất ý thức và gây nghẹt thở. Tiếp tục thở helium thậm chí có thể dẫn đến tử vong do anoxia, có nghĩa là thiếu oxy từ cơ thể.