თხევადი წყალბადი წყალბადის აგრეგაციის ერთ-ერთი მდგომარეობაა. ასევე არსებობს ამ ელემენტის აირისებრი და მყარი მდგომარეობა. და თუ აირისებრი ფორმა ბევრისთვის ცნობილია, მაშინ დანარჩენი ორი უკიდურესი მდგომარეობა აჩენს კითხვებს.
ისტორია
თხევადი წყალბადი მიიღეს მხოლოდ გასული საუკუნის ოცდაათიან წლებში, მაგრამ მანამდე ქიმიამ დიდი გზა გაიარა გაზის შენახვისა და გამოყენების ამ მეთოდის ათვისებაში.
ხელოვნური გაგრილება დაიწყო ექსპერიმენტულად გამოყენება მეთვრამეტე საუკუნის შუა ხანებში ინგლისში. 1984 წელს მიიღეს თხევადი გოგირდის დიოქსიდი და ამიაკი. ამ კვლევებზე დაყრდნობით, ოცი წლის შემდეგ შეიქმნა პირველი მაცივარი, ხოლო ოცდაათი წლის შემდეგ პერკინსმა ოფიციალური პატენტი წარადგინა თავის გამოგონებაზე. 1851 წელს, ატლანტის ოკეანის მეორე მხარეს, ჯონ გორიმ მოითხოვა კონდიციონერის შექმნის უფლება.
წყალბადი მხოლოდ 1885 წელს მოვიდა, როდესაც პოლუსმა ვრობლევსკიმ თავის სტატიაში გამოაცხადა ის ფაქტი, რომ ამ ელემენტის დუღილის წერტილი არის 23 კელვინი, პიკური ტემპერატურა 33 კელვინი და კრიტიკული წნევა 13 ატმოსფეროა. ამ განცხადების შემდეგ ჯეიმს დიუარმა სცადა თხევადი წყალბადის შექმნამე-19 საუკუნის ბოლოს, მაგრამ მას არ მიუღია სტაბილური ნივთიერება.
ფიზიკური თვისებები
აგრეგაციის ეს მდგომარეობა ხასიათდება მატერიის ძალიან დაბალი სიმკვრივით - მეასედი გრამი კუბურ სანტიმეტრზე. ეს შესაძლებელს ხდის შედარებით მცირე კონტეინერების გამოყენებას თხევადი წყალბადის შესანახად. დუღილის წერტილი არის მხოლოდ 20 კელვინი (-252 ცელსიუსი), და ეს ნივთიერება იყინება უკვე 14 კელვინზე.
სითხე არის უსუნო, უფერო და უგემოვნო. ჟანგბადთან შერევამ შეიძლება გამოიწვიოს აფეთქება ნახევარი დროის განმავლობაში. დუღილის წერტილის მიღწევის შემდეგ წყალბადი იქცევა აირად მდგომარეობაში და მისი მოცულობა 850-ჯერ იზრდება.
გათხევადების შემდეგ წყალბადი მოთავსებულია იზოლირებულ კონტეინერებში, რომლებიც ინარჩუნებენ დაბალ წნევას და ტემპერატურას 15-დან 19 კელვინამდე.
წყალბადის სიმრავლე
თხევადი წყალბადი ხელოვნურად იწარმოება და ბუნებრივად არ წარმოიქმნება. თუ არ გავითვალისწინებთ საერთო მდგომარეობებს, მაშინ წყალბადი ყველაზე გავრცელებული ელემენტია არა მხოლოდ პლანეტა დედამიწაზე, არამედ სამყაროშიც. ვარსკვლავები (მათ შორის ჩვენი მზე) მისგან შედგება, მათ შორის სივრცე სავსეა ამით. წყალბადი მონაწილეობს შერწყმის რეაქციებში და ასევე შეუძლია შექმნას ღრუბლები.
დედამიწის ქერქში ეს ელემენტი იკავებს მატერიის მთლიანი რაოდენობის მხოლოდ დაახლოებით პროცენტს. მისი როლი ჩვენს ეკოსისტემაში შეიძლება შეფასდეს იმით, რომ წყალბადის ატომების რაოდენობა ჟანგბადის შემდეგ მეორეა. თითქმის ყველაფერი ჩვენს პლანეტაზერეზერვები H2 შეზღუდულ მდგომარეობაშია. წყალბადი ყველა ცოცხალი არსების განუყოფელი ნაწილია.
გამოიყენე
თხევადი წყალბადი (ტემპერატურა -252 გრადუსი ცელსიუსი) გამოიყენება ფორმის სახით ბენზინის და ნავთობის გადამუშავების სხვა წარმოებულების შესანახად. გარდა ამისა, ამჟამად იქმნება სატრანსპორტო კონცეფციები, რომლებიც ბუნებრივი აირის ნაცვლად საწვავად გამოიყენებენ თხევად წყალბადს. ეს შეამცირებს ძვირფასი მინერალების მოპოვების ხარჯებს და შეამცირებს ატმოსფეროში გამონაბოლქვს. მაგრამ ჯერჯერობით, ძრავის ოპტიმალური დიზაინი არ არის ნაპოვნი.
თხევადი წყალბადი აქტიურად გამოიყენება ფიზიკოსების მიერ, როგორც გამაგრილებელი საშუალება ნეიტრონების ექსპერიმენტებში. ვინაიდან ელემენტარული ნაწილაკის და წყალბადის ბირთვის მასა თითქმის თანაბარია, მათ შორის ენერგიის გაცვლა ძალზე ეფექტურია.
სარგებელი და დაბრკოლებები
თხევად წყალბადს შეუძლია შეანელოს ატმოსფეროს დათბობა და შეამციროს სათბურის გაზების რაოდენობა, თუ იგი გამოიყენება მანქანების საწვავად. ჰაერთან ურთიერთქმედებისას (შიგაწვის ძრავის გავლის შემდეგ) წარმოიქმნება წყალი და მცირე რაოდენობით აზოტის ოქსიდი.
თუმცა, ამ იდეას აქვს თავისი სირთულეები, მაგალითად, გაზის შენახვისა და ტრანსპორტირების გზა, ასევე აალების ან თუნდაც აფეთქების გაზრდილი რისკი. ყველა სიფრთხილითაც კი, წყალბადის აორთქლება შეუძლებელია.
რაკეტის საწვავი
თხევადი წყალბადი (შენახვის ტემპერატურა 20 კელვინამდე) ერთ-ერთიასაწვავის კომპონენტები. მას აქვს რამდენიმე ფუნქცია:
- ძრავის კომპონენტების გაგრილება და საქშენის დაცვა გადახურებისგან.
- ბიძგების უზრუნველყოფა ჟანგბადთან შერევისა და გაცხელების შემდეგ.
თანამედროვე სარაკეტო ძრავები მუშაობენ წყალბად-ჟანგბადის კომბინაციით. ეს ხელს უწყობს დედამიწის გრავიტაციის დასაძლევად სწორი სიჩქარის მიღწევას და ამავდროულად იცავს თვითმფრინავის ყველა ნაწილს ზედმეტი ტემპერატურისგან.
ამჟამად მხოლოდ ერთი რაკეტაა, რომელიც წყალბადს საწვავად იყენებს. უმეტეს შემთხვევაში, თხევადი წყალბადი საჭიროა რაკეტების ზედა საფეხურების გამოსაყოფად ან იმ მოწყობილობებში, რომლებიც სამუშაოს უმეტესობას ვაკუუმში შეასრულებენ. იყო მკვლევარების წინადადებები ამ ელემენტის ნახევრად გაყინული ფორმის გამოყენების შესახებ მისი სიმკვრივის გასაზრდელად.
