機憶械新（1）——氦氣

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面壁深功

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發表于 2024-7-14 06:06:29 | 只看該作者 |倒序瀏覽 |閱讀模式

本帖最后由面壁深功于 2024-7-14 06:12 編輯

機憶械新欄目簡介：原聲播放自然，回眸歷史經典，展望機械未來
今天分享的是：氦氣
一、氦
1、氦在元素周期表中的位置：周期：第一周期 0族（也被稱為稀有氣體或惰性氣體族）
2、二氦的原子序數：2，這意味著氦原子核內有2個質子。相對原子質量：大約為4。
3、物理狀態：在標準狀況下，氦氣是無色、無味、無臭的氣體，而且它可是唯一一個在標準大氣壓下無法固化的元素哦！
4、氦的化學性質：就像周期表中其他0族元素一樣，氦的化學性質非常穩定，因為它只有一層電子殼，且這層殼上的兩個電子已經填滿了所有可用的軌道，形成了穩定的電子構型。所以，氦很難與其他元素發生化學反應，這也是為什么它被稱為惰性氣體的原因。
二、氦的來源：雖然地球上的氦氣含量相對較少，但我們可以通過分離空氣中的稀有氣體來獲取它。此外，氦氣也是天然氣開采和加工的副產品之一。
三、應用：氦氣的應用領域非常廣泛。在科研領域，它常被用作超低溫冷凍劑、光譜儀的載氣以及核磁共振成像的冷卻劑等。在工業上，氦氣則被廣泛用于焊接、切割和金屬熱處理等過程中的保護氣體。此外，氦氣還是制作氣球和飛艇的理想浮升氣體哦！
四、氦的特性引發我們的創新點
1、由于氦氣的密度比空氣小很多，所以當我們吸入氦氣后，說話的聲音會變得非常高亢和有趣！這是因為氦氣改變了我們聲帶的振動頻率。不過要注意，雖然這個實驗很有趣，但長時間吸入純氦氣可能會對我們的身體造成不良影響！
2、氦氣在太空探索中的應用廣泛：在太空探索中，氦氣扮演著重要角色。例如，在火箭發動機中，氦氣常被用作增壓氣體，幫助將燃料和氧化劑推送到燃燒室中。此外，氦氣還因其低沸點和高熱導率而被用于太空探測器的冷卻系統，確保設備在極端溫度條件下仍能正常工作。
3、氦氣的稀缺性與珍貴性：雖然氦氣在宇宙中含量豐富，但在地球上卻是一種相對稀缺的資源。由于氦氣的提取和純化過程復雜且成本高昂，導致其在市場上的價格較高。因此，氦氣被視為一種珍貴的資源，在多個領域都有廣泛的應用。
4、氦氣球：在早期的航空史上，氦氣球可是扮演了重要角色呢！在氫氣球因安全問題（易燃易爆）而備受限制時，氦氣球因其安全性而備受青睞。特別是在19世紀末和20世紀初，許多探險家和科學家都乘坐氦氣球進行了高空探險和氣象觀測，為人類的航空事業做出了貢獻。
5、氦氣在醫療領域的創新應用：你可能不知道，氦氣在醫療領域也有著獨特的創新應用。近年來，科學家們發現氦氣具有抗炎、抗氧化等生物活性，可以用于治療一些炎癥性疾病和氧化應激相關疾病。此外，氦氣還被用于磁共振成像（MRI）中的超極化氣體技術，通過提高圖像的清晰度和靈敏度來幫助醫生更準確地診斷疾病。
6、氦氣與超導體的奇妙聯系：在超導體的研究中，氦氣常被用作冷卻劑來降低超導體的溫度，使其進入超導狀態。超導狀態是一種特殊的物理狀態，在這種狀態下電阻為零且電流可以無損耗地流動。因此，超導體在電力輸送、磁懸浮列車等領域具有巨大的應用潛力。而氦氣作為冷卻劑在其中起到了至關重要的作用。

可以想象，作為機械設計人員，深度接近氦氣，絕對會給您的設計創新帶來更多的智慧。