日食 为什么要禁放氦气球?看140万个氦气球带来的灾难,你就明白( 三 )


Tips:日食又叫做日蚀 , 是月球运动到太阳和地球中间 , 如果三者正好处在一条直线时 , 月球就会挡住太阳射向地球的光 , 月球身后的黑影正好落到地球上 , 这时发生日食现象 。
科学家们虽然在地球上发现了氦 , 但是太阳之中也有氦元素 , 于是科学家们就开始寻找氦元素的来历 。 最终发现氦元素和氢元素来自于宇宙大爆炸 , 大爆炸发生之后 , 一切的物质都被爆炸出来 , 大约10^-6秒时中子夸克和胶子在低温下 , 形成了中子、质子等粒子 , 温度再降低中子和质子结合形成氢、氦等元素 。 在客观宇宙中 , 氦是宇宙中第二轻 , 也是第二多的元素 , 在全宇宙的质量中占24% 。
Tips:液氦 , 是氦的液化体 。 无色透明 , 无臭无味 。 临界温度(5.20K)和沸点(4.125K)最低 。 它可获得mK级的超低温 , 是一种最主要的低温源 。
氦是宇宙中第二轻的物质 , 氢是宇宙中第一轻的元素 , 但是氢却比氦早发现了102年 , 这是为何呢?这是因为氦的性质十分稳定 , 一直都是“独行侠” , 不像氢很活泼常常于别的元素生成化合物 , 比如说水(H2O)、硫化氢(H2S) , 氰化钾等化合物 , 因此在化学反应中极容易发现氢元素 。 而氦因为性质稳定 , 不与其他元素发生反应 , 所以才在一次巧合中被发现 。 既然氦十分难被发现 , 那么它是如何在地球上藏匿的呢?
Tips:氢是一种化学元素 , 在元素周期表中位于第一位 。 氢通常的单质形态是氢气 , 无色无味无臭 , 是一种极易燃烧的由双原子分子组成的气体 , 氢气是最轻的气体 。 医学上用氢气来治疗疾病 。
1907年的一场粒子穿透实验中 , 新西兰物理学家欧内斯特·卢瑟福发现放射性粒子α就是氦核 , 而这些放射性元素一般都在地球内部的地核与地幔之中 , 因此氦就藏在地球的核心 , 随着放射性元素的衰变逐渐形成 。 这些氦气在地下积聚 , 通过岩浆的流动来到地表 , 因此路易吉·帕尔米耶才能在岩浆中发现氦气 。
氦气的应用
氦虽然跟着岩浆来到了地表 , 但是岩浆里面的氦含量十分稀少 , 不能大规模的制备 。 目前 , 全世界资源最丰富的国家是美国 。 1903年 , 在美国堪萨斯州考利郡的一场钻井作业中 , 发现了一种不会燃烧的气体间歇泉 。 这个气体间歇泉经堪萨斯大学的化学家密尔顿·卡迪和戴夫·麦可法兰德的分析下发现这个不明气体中含有1.84%的氦 。 这说明氦气虽然稀少 , 但是在北美地区还是比较丰富的 。 美国因为这个发现 , 成为了世界上最重要的氦气供应商 。
Tips:我们把这种产生于上地幔和地壳深处 , 含挥发成分的高温粘稠的主要成分为硅酸盐的熔融物质称之为岩浆 。
氦气在一战与二战中成为一种战略物资 , 主要用于飞机、飞艇的举升气体 。 此外随着科学家对氦气的深入研究 , 发现氦气的用途十分广泛 。 在工业上 , 可用作原子反应堆、冶炼以及焊接时的保护气体 , 隔绝高温、防止氧化 。 或者用来填充灯管或者灯泡 , 因为它稳定的性质才能使霓虹灯发出五颜六色的光芒 。 在医学上 , 氦气可以用于保护尸体不腐或者治疗哮喘病和窒息 , 以及用作潜水员的呼吸气体 。
Tips:哮喘是一种慢性病以无法呼吸和喘息反复发作为特征 , 其严重程度和发作频率因人而异 。 发作时 , 支气管管道内壁膨胀导致气道狭窄 , 减少了肺部通气量 。
在科学研究中 , 因为液氦(I)在温度降至零下271度时 , 性质发生突变 , 成为一种粘度极小的超流体 , 被命名为氦(II) 。 这种氦的热传导性非常好 , 可以用作热导体 , 冷却核磁共振的超导磁铁或者其他需要降温的材料 。
Tips:超导体内没有电阻和焦耳耗能 , 因此一旦迭入电流 , 此电流就可以一直存在 , 其所产生的磁场也能在不外力做功的情况下永速保持 。
【日食|为什么要禁放氦气球?看140万个氦气球带来的灾难,你就明白】随着氦气在科学实验的地位升高 , 世界各国对于氦气的需求也提高 , 但是氦气是不可再生的物质 。 按照现在的使用速度 , 几十年后地球上的氦气 , 可能就没有了 , 因此我们应该节约使用氦气 , 或者找到氦气的替代品 。

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