nekrasovI (1114433), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Получить жилкий гелиА удалось впервые в 1908 г., твердый гелий — в 1926 г. Иитересио, что жидкиА гелий практически ие растворяет иикакие другие вещества. З Ф и а коз ь юг ее к Д. Н. Икеэткмь гззи. М.. Изл зо АН СССР, 1эй. 126 сл Ф з сто». сиз а В. Г., Роз к кскк а А. Е., Н от о о »с к ей Ю. В. Иксртнмо гззи.
Изл. 2.4. М.. А»окко лзт, 1Мз, Ма с, 5 2. Инертные газы 3) Точки кипения и плавления гелия находятся в непосредственной близости к наинизшему возможному. пределу охлаждения вещества — температуре абсолютного нуля, представление о которой было впервые намечено М. В. Ломоносовым (!747 г.). Ояа лежит при — 273,15'С (точно).
Хотя абсолютный нуль недостижим, в лабораторных условиях уже были получены температуры, отличающиеся ат него лишь. на миллиочные доли градусе. й) От абсолютного нуля начинается отсчет по шкале абсолютных температур, «зсто применяемой при научных н технических исследованиях. Абсолютное вкала очень удобна, так как ие содержит отрицательных температур. Гралус ее ( К) имеет такую же величину, как н градус обычной шкалы Бельгии ('С). Поэтому соотношение между отсчетами по шкалам абсолютной (Т) н Бельгия (!) дается простыми выражениями Т = г = (+ 273,15 и Г = Т вЂ” 273,15. Не 1О) Согласно класснчесяой кинетической тео. рни, температура абсолютного нуля характеризуется тем, что при ней прекращается всякоелви- )ее жение частиц, т.
е. наступает полный покой. Однако «абсолютный покой мыслим лишь там, гле иет материн> (Эн гельс). В настоящее время !уе Аг установлено, что частицы вещества сохраняют иг некоторую колебательную энергию даже прн Хе абсолютном нуле. Эта «нулевая энергия«тем 44 ип больше, чем меньше массы частиц и чем сильнее они взаимодействуют друг с другом. Общая (г йу 3(у згт'б' нулевая энергия многоатомных молекул может Рнс.
ГНЗ. Из«сне«ее стн«сите«««са достигать значительных величин. Вест««рнмсстн «нсвт«м«газов с теме«. 11) Неустойчивость твердого состояния ге- вгттрса. лня под обычным давлением обусловлена крайне малыми силами стяжения между его атомамн. Из.зз этого уже небольшая сама по себе нулевая энергия гелии (около 50 кал/г-агом) оказывается достаточной для нарушения того строгого порядка расположения частиц, который обязателен для твсрхого тета.
Повышение лавления, искусственно сближая частицы, компенсирует тем самым ведосгаточносгь их собственных сил стяжения н поэтому повышает устой. ' чивость твердого состояния. 12) Если точка абсолютного нуля принципиально ограничивает возможности по. лучеиия низких температур, то для высоких температур подобного принципиального ограничения нет'. Чем выше температура, тем больше возможностей для взаимодействия веществ лруг с лругом и тем быстрее эти взаимолействия протекают. Однако во мере повышения рабочих температур быстро возрастают трулностн технического оформления н эксплуатации соответствующих установок. Поэтому практически используемые для проведения химических процессов температуры обычно не превышают 2082'С.
13) Для приближенной характеристики высоких температур иногда пользуются указанием на тип свечения нагреваемого вещества (твердого или жилкого). Обычно различают области различных яркостей красного (800 — 1000 'С), желтого (1000— 1300'С) нли белого (!300 †1500 'С) каления. 14) Очень высокие температуры могут быть получены различными дугами. На. пример, электрическая дуга с водяным охлаждением при диаметре токопроводящего канала 2,4 мм н сите тока 1450 а дает на осн канала температуру 55 000 'С (что примерно в 2,5 раза выше температуры капала молнии). Для измерения столь высоких температур используются методы астрофизики.
15) При нагревании растворимость инертных газов в воде уменьшается и тем значительнее, чем инертный газ тяжелее (рнс 11.12). Напротив, растворимость в органических жидкостях прн повышении температуры часто возрастает. Например, 100 объемов спирта растворяют 2,8 объема гелия при !5'С и 32 объема прн 25 "С. ГА Воздух. гТислород 16) Гелий (обычно с добавкой 15«г» водорода) может быть использовав, в частэосгн, для иаиолиеииа дирижаблей.
Подъемиая сила последках определается разиостью весов воздуха и заполняющего газа ° пбъеме дирижабля. Зива молекуляриые веса газов и применяя эакои Авогадро, находим, что отцошеаие подъемных сял кири. жэбля при заполиеияя его гелием нля водородом должио быть равио (29 — 4):(29-2) 0,93. Таким образом, сообщаемая дирижаблю гелием подъемцая сила равна 93«э той, которую дает водород. Это умеиьшеиие грузоподъемности с избытком окупается устраиеяием огиеопасиости. Дла иаполиеиия средиего диражабла требуется примерио 100 тыс. м» гелии.
Получение гелии в больших количествах стало возможным лишь после открытия источников природных газов, содержащих гелий, В иастояшее время газ этот стал доступен для многих отраслей техники. Весьма перспектпвиа. иапример, электросварка металлов в атмосфере гелия. Следует отметить, что ои епособеи более клн меиее быстро проицкать сквозь перегоро1щи иэ стекла, пластмасс и ) некоторых металлов (ио ие жалеаа). Хранят его в корячие- М ~Гдгвйг« зых баллоиах с белой надписью «Гелий». 17) Искусстваииый воздух.
а составе которого азот аама- иеи гелием, был впервые пркмецеи лля обеепечекиа дыхании мгг»«г водолвзое. Растворимость газов с возрастанием давлеаии шшл Готц ' сильно увеличивается, поэтому у опускающегося в воду и снабжаемого обычиым воадухом водолаза кровь растворяет азота больше, чем в иормальиых условиях. При подъеме, ре«, ггчз. у«л»э«» е«»- когда давлевие падает, растворенный взет иачкяает выде- лятьса н его пузырьки частичио закупоривают мвлкие ирове» г«»кь иосиые сосуды, царушаа тем самым иормальвов кровообра- щение и вызывая приступы «кеесокиой болезин». Влаге- даря замене азота гелием болезненные яелекия резко ослабляются вследствие гораздо меньшей растворимости гелия е крови, что оеобекво сказывается имеико при поэышгцкых давлеииях.
Работа а атмосфере «гелийяаго» воздуха позвоаяет водолазам опускатьса иа большие глубины (свыше 100 м) в эвачительио удлциять сроки пребываива вод водой. Так как плотиость такого воздуха примерно в тйв реза мекьше плотности ебычаого, дышать им гораздо легче. Этим обуелоэдеио большов медвпиценое эиачевие гелийяого воздуха при лечении астмы, удуший и т. п,, котле даже ираткоаремеииоа облегчмеие дыхания больиого может спасти ему жизнь Подобный гваийкому, «ксеиоиоиый» воздух (80Ъ ксеиоиа, 20Тг вкелореда) оказывает при вдыхеиии скльчое иар.
когвческое действие, что может кейта медипицскоа использовзиие. 1й) Неви и аргои широко исаользуютсв элмгтротехиической промыщлециостыэ. Прп щщхождении злектричег;кого тока сквозь эацолиециые этими газами стекляииыа трубки гез изчицает оветцться, что припекается даа оформление световых цядпвеей я т. п. Как видно из рис, П-13, характер непрерывкогв злектричесяого разряда в газоеой среде, помимо природы самого газа. зависит от давлении этого газа (Р), иацряжеииа (Е) и плотиости тока, т. е. количества электричества, прохвдящего ва едииипу еремаии сквозь адииипу поверхиосги. Используемый в разрадиык трубках с ицаргиыми газами тлеющей разряд возникает лищь при мааых откоцющях Р/Е, т.
е. срвэкительив инзквх давлениях газа и высоких иапряжеиияк тока. Расход электроэиергки а таках гэзосэетиых трубках очеиь мал. А(ошиые иеоиовыв трубам этого типа особеико прягпдиы длп маяков я других сигиальиых устройств, так как ии красный свет мало задерживается тумаком. Цвет свечения гелия по мере умеаьшеиия его лавлеиия в трубке меиается от розового чара» жежый к зелеиому. Для Аг, Кг и Хе характериы равличиые оттенки голубоге цвете. Аргои (обычио е смеси с 14«й азота) сяужит также дла заполиеиия электро- лама Вследствие значятельио меньшей теплопроводиости еще лучше подходят дла этой цели криптои и к«емец: эаполиецпые кми электролампы дают больше света иря том же раглоде эиергии, лучше иыдержявают перагрузку и долговечиев обычимпь б 3.
Кислород Атногферой зргона широко пользуютса как зашитной ври различных знннчееких работах и производственных процессах, когда нужно взолировать реагирующие веще. ства от окружающего пространства. Хранят аргон в черных баллонах с синей вадюкыо «Аргон» и белой полосой под ией. $3. Кислород. Кислород является самым распространенным зле. нантом земной коры. В атмосфере его находится около 23 вес.г)ь, в составе воды — около 89 $, в человеческом организме — около б57р, в песке содержится 53')1г кислорода, в глине — ббпр н т. д.