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文档简介
一、氦气的发现氦气的发现可以追溯到19世纪末20世纪初。氦是在地球上首次被观察到,并且是太阳光谱中首次被探测到的元素。
在1868年的日食期间,法国天文学家皮埃尔·詹森观察到了太阳光谱中的一个新的黄线,这个黄线后来被确定为氦的谱线。因为这个元素是在太阳光谱中被首次发现的,它得名于希腊神话中的太阳神Helios。
然而,直到1895年,英国科学家威廉·拉姆齐和约翰·斯特拉特利首次在地球上成功分离出氦气。他们在地球的气体中找到了这种新的元素。氦是通过在矿泉水中寻找气体来发现的,因此氦的名字也与希腊语中的“Helios”(太阳)相关。威廉·拉姆齐后来因此而获得了1904年的诺贝尔物理学奖。二、氦气的应用1.气球和飞艇充气:
由于氦气的密度比空气小,具有较小的分子质量,因此被广泛用于充气气球和飞艇。它比空气轻,能够提供足够的浮力,使得气球能够飘浮在空中。2.低温实验和设备:
液态氦是一种极低温冷却剂,常用于实验室中的超导体研究和其他需要极低温度的实验。液态氦的沸点很低,约为-268.93摄氏度,使得它成为一种理想的低温介质。3.医疗领域:
氦气在医疗领域中也有应用,主要用于增氧疗法。氦气和氧气混合使用时,由于氦的低密度,呼吸时可以减少气体的阻力,有助于提高呼吸的效率。这在某些呼吸系统疾病的治疗中具有一定的帮助。4.激光技术:
氦气常被用作激光介质,特别是在氦氖激光器中。氦氖激光器广泛用于科学研究、医疗、通信和其他领域。5.太空探测:
氦气也被用作太空探测器中的冷却剂,因为其低温性质使其适用于冷却敏感的仪器和设备。氦气的低密度、低温性质以及化学稳定性使其在各种应用中都发挥着重要的作用。然而,由于氦是地球上相对较为稀缺的元素,人们也在考虑节约使用和寻找替代方案以确保氦资源的可持续利用。三、地球上氦气的由来以及储量氦气在地球上主要来自两个主要的来源:地壳中的放射性衰变和太阳风。1.地壳中的放射性衰变:
氦气的一个主要来源是地壳中的放射性衰变。放射性元素如铀和钍在地壳中存在,并通过放射性衰变逐渐分解为其他元素,其中包括氦。氦气是一种惰性气体,因此它在地壳中不易与其他元素反应,而是相对稳定地存在于地下岩石和土壤中。当这些岩石和土壤受到侵蚀或地下水的影响时,氦气会被释放到大气中。2.太阳风:
太阳风是另一个地球上氦气的来源。太阳风是由太阳表面高温等离子体的流动产生的,其中包含大量的氦。太阳风中的氦在太阳系中扩散,一部分也到达地球。然而,太阳风中氦的贡献相对较小,地壳中的放射性衰变是氦气在地球大气中的主要来源。关于氦在地球大气中的含量,氦是大气中非常稀薄的气体,占总体积的约0.0005%。由于其轻质和不易与其他元素反应的性质,氦主要分布在地球的高层大气中。在地球的低层大气中,主要是氮、氧等较重的气体。
四、最接近绝对零度的“固体”氦的相变温度取决于压力。在标准大气压下(1大气压,约为101.3千帕),氦的相变温度如下:1.液态氦:
氦气在标准大气压下的沸点约为-268.93摄氏度或4.15开尔文。这是氦气在常规条件下从气态转变为液
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