Հեղուկ ջրածինը ջրածնի ագրեգացման վիճակներից մեկն է։ Կա նաև այս տարրի գազային և պինդ վիճակ։ Եվ եթե գազային ձևը շատերին լավ հայտնի է, ապա մյուս երկու ծայրահեղ վիճակները հարցեր են առաջացնում։
Պատմություն
Հեղուկ ջրածինը ստացվել է միայն անցյալ դարի երեսունականներին, սակայն մինչ այդ քիմիան երկար ճանապարհ է անցել գազի պահպանման և կիրառման այս մեթոդի յուրացման գործում։
Արհեստական սառեցումը սկսեց փորձնականորեն կիրառվել Անգլիայում տասնութերորդ դարի կեսերին։ 1984 թվականին ստացվել է հեղուկացված ծծմբի երկօքսիդ և ամոնիակ։ Այս ուսումնասիրությունների հիման վրա քսան տարի անց ստեղծվեց առաջին սառնարանը, իսկ երեսուն տարի անց Պերկինսը պաշտոնական արտոնագիր ներկայացրեց իր գյուտի համար: 1851 թվականին Ատլանտյան օվկիանոսի մյուս կողմում Ջոն Գորին պահանջեց օդորակիչ ստեղծելու իրավունքը։
Ջրածինը եկավ միայն 1885 թվականին, երբ բևեռ Վրոբլևսկին իր հոդվածում հայտարարեց, որ այս տարրի եռման կետը 23 Կելվին է, առավելագույն ջերմաստիճանը 33 Կելվին է, իսկ կրիտիկական ճնշումը՝ 13 մթնոլորտ։ Այս հայտարարությունից հետո Ջեյմս Դյուարը փորձեց հեղուկ ջրածին ստեղծել19-րդ դարի վերջում, սակայն կայուն նյութ չի ստացել։
Ֆիզիկական հատկություններ
Ագրեգացիայի այս վիճակը բնութագրվում է նյութի շատ ցածր խտությամբ՝ հարյուրերորդական գրամ մեկ խորանարդ սանտիմետրում: Սա հնարավորություն է տալիս օգտագործել համեմատաբար փոքր տարաներ հեղուկ ջրածնի պահպանման համար: Եռման կետը կազմում է ընդամենը 20 Կելվին (-252 Ցելսիուս), և այս նյութը սառչում է արդեն 14 Կելվինում։
Հեղուկն անհոտ է, անգույն և անհամ։ Թթվածնի հետ խառնելը կարող է կես անգամ հանգեցնել պայթյունի: Եռման կետին հասնելուց հետո ջրածինը վերածվում է գազային վիճակի, և դրա ծավալն ավելանում է 850 անգամ։
Հեղուկացումից հետո ջրածինը տեղադրվում է մեկուսացված տարաներում, որոնք պահվում են ցածր ճնշման տակ և 15-ից 19 կելվին ջերմաստիճանում:
Ջրածնի առատություն
Հեղուկ ջրածինը արտադրվում է արհեստականորեն և չի առաջանում բնական միջավայրում։ Եթե հաշվի չառնենք ագրեգատային վիճակները, ապա ջրածինը ամենատարածված տարրն է ոչ միայն Երկիր մոլորակի վրա, այլև Տիեզերքում։ Աստղերը (ներառյալ մեր Արեգակը) կազմված են նրանից, նրանց միջև տարածությունը լցված է դրանով։ Ջրածինը մասնակցում է միաձուլման ռեակցիաներին և կարող է նաև ձևավորել ամպեր։
Երկրակեղևում այս տարրը զբաղեցնում է նյութի ընդհանուր քանակի ընդամենը մոտ մեկ տոկոսը: Նրա դերը մեր էկոհամակարգում կարելի է գնահատել նրանով, որ ջրածնի ատոմների թիվը թվով զիջում է միայն թթվածին: Գրեթե ամեն ինչ մեր մոլորակի վրապահուստները H2 գտնվում են սահմանափակ վիճակում: Ջրածինը բոլոր կենդանի էակների անբաժանելի մասն է։
Օգտագործել
Հեղուկ ջրածինը (ջերմաստիճանը -252 աստիճան Ցելսիուս) օգտագործվում է բենզինի և նավթի վերամշակման այլ ածանցյալների պահպանման ձևի տեսքով։ Բացի այդ, ներկայումս ստեղծվում են տրանսպորտի հայեցակարգեր, որոնք կարող են օգտագործել հեղուկ ջրածինը որպես վառելիք բնական գազի փոխարեն: Դա կնվազեցնի արժեքավոր օգտակար հանածոների արդյունահանման ծախսերը և կնվազեցնի արտանետումները մթնոլորտ: Բայց մինչ այժմ շարժիչի օպտիմալ դիզայնը չի գտնվել:
Հեղուկ ջրածինը ֆիզիկոսներն ակտիվորեն օգտագործում են որպես հովացուցիչ նյութ նեյտրոնների հետ իրենց փորձերի ժամանակ: Քանի որ տարրական մասնիկի և ջրածնի միջուկի զանգվածը գրեթե հավասար է, նրանց միջև էներգիայի փոխանակումը շատ արդյունավետ է։
Օգուտներ և խոչընդոտներ
Հեղուկ ջրածինը կարող է դանդաղեցնել մթնոլորտի տաքացումը և նվազեցնել ջերմոցային գազերի քանակը, եթե օգտագործվի որպես վառելիք մեքենաների համար: Երբ այն փոխազդում է օդի հետ (ներքին այրման շարժիչով անցնելուց հետո), կառաջանա ջուր և փոքր քանակությամբ ազոտի օքսիդ։
Սակայն այս գաղափարն ունի իր դժվարությունները, օրինակ՝ գազի պահպանման և տեղափոխման եղանակը, ինչպես նաև բռնկման կամ նույնիսկ պայթյունի ռիսկի բարձրացումը։ Նույնիսկ բոլոր նախազգուշական միջոցներով, ջրածնի գոլորշիացումը հնարավոր չէ կանխել:
Հրթիռային վառելիք
Հեղուկ ջրածինը (պահման ջերմաստիճանը մինչև 20 Կելվին) մեկն էշարժիչային բաղադրիչներ. Այն ունի մի քանի գործառույթ՝
- Շարժիչի բաղադրիչների հովացում և վարդակի պաշտպանություն գերտաքացումից։
- Ապահովում է մղում թթվածնի հետ խառնելուց և տաքացումից հետո։
Ժամանակակից հրթիռային շարժիչներն աշխատում են ջրածին-թթվածին համակցությամբ: Սա օգնում է հասնել ճիշտ արագության՝ հաղթահարելու երկրագնդի ձգողականությունը և միևնույն ժամանակ օդանավի բոլոր մասերը զերծ պահում դրանք չափազանց ջերմաստիճանի ազդեցության տակ:
Ներկայումս կա միայն մեկ հրթիռ, որն օգտագործում է ջրածինը որպես վառելիք: Շատ դեպքերում հեղուկ ջրածինը անհրաժեշտ է հրթիռների վերին աստիճանները կամ այն սարքերում առանձնացնելու համար, որոնք աշխատանքի մեծ մասը կկատարեն վակուումում: Հետազոտողների կողմից առաջարկություններ են եղել օգտագործել այս տարրի կիսասառեցված ձևը՝ դրա խտությունը մեծացնելու համար:
