氦气
氦气为无色无味,不可燃气体,空气中的含量约为百万分之5.2。化学性质完全不活泼,通常状态下不与其它元素或化合物结合。理论上可以从空气中分离抽取,但因其含量过于稀薄,工业上从含氦量约为0.5%的
天然气中分离、精制得到氦气。
氦,HELIUM,源自helios,意为"太阳",1868年发现。几乎世界上所有的氦气都是由美国的天然气井中提取的。它比空气轻,广泛地应用于
飞艇和
气球,以取代其有高度可燃性的氢气。
液态氦因其沸点特别低而成为低温学领域的无价之宝。
化学式 He
气体
密度 0.1786kg/m3(0°C、1atm)
液态密度 0.1250kg/?(沸点)
比重 0.14(空气=1)
沸点 4.3K(1atm)
熔点 1.0K(26atm)
临界压力 0.228MPa
蒸发热 5.50cal/g、20.4kJ/kg(沸点)
液态与气态的体积比 699(0℃、1atm、以液态体积为1?)
氦气的用途
利用其-268.9℃的低沸点,
液氦可以用于超低温冷却。在悬浮列车等领域中广受关注的超导体应用中,氦气是不可或缺的。此外,由于化学性质不活泼和轻于空气等特征,氦气常用于飞船或广告气球中的充入气体,这一用途也是众所周知的。在海洋开发领域的呼吸用混合气体中,以及医疗领域的核磁共振成像设备的超导电磁体冷却的用途中,氦气都得到广泛的应用:军工、科研、石化、制冷、医疗、半导体、管道检漏、超导实验、金属制造、
深海潜水、高精度焊接、光电子产品生产等。
使用氦气的机器设备
氦气冷冻机,核磁共振,谱仪,光谱
主要性质
在室温和大气压力下,氦是无色、无臭、无味的气体。它在干空气中的体积含量为5.24×10-6。
氦不能仅靠将饱和液体冷却到零度而固化。要使氦固化,必须施以相应压力。在2.173K,氦将或多少从正常液体转变成一种具有独特性质的流体。温度高于2.173K的液体称为氦Ⅰ。低于此温度的液体称为氦Ⅱ。氦Ⅱ为超流体。它的熵为零,热导率极高,黏度几乎为零。氦是单原子气体,化学性质不活泼。通常条件下不与其它元素和化合物反应。
氦气传播速度
因为氦气传播声音的速度差不多为空气的三倍,所以吸入氦气的人说话的声音会变高频率。这个有趣的现像,使得吸入氦气的人说话尖声细气,男性顿时会变得娘娘腔,就好像旧时的卡通人物一样。
过度使用所产生的问题
需要注意的是,如果大量吸入氦气,会造成体内氧气被氦取代,因而发生缺氧(呼吸反射是受体内过量二氧化碳驱动,而对缺氧并不敏感),严重的甚至会死亡。 另外,如果是由高压气瓶中直接吸入氦气,那么其高流速就会严重地破坏肺部组织。 大量而高压的氦和氧会造成高压紧张症状 High pressure nervous syndrome (HPNS),不过少量的氮就能够处理这个问题。
气体说明 |
规格 |
杂质含量(Ppm) |
标准号 |
氦 |
99.999% |
Ne≤4,H2≤1,O2≤1 N2≤2,CO≤0.5,CO2≤0.5 CH4≤0.5,H2O≤3 |
GB/T4844.3-1995 |
99.995% |
Ne≤15,H2≤3,O2≤3 N2≤10,CO≤1,CO2≤1 CH4≤1,H2O≤10 |