Сұйық сутегі – сутегінің агрегация күйлерінің бірі. Бұл элементтің газ тәрізді және қатты күйі де бар. Ал егер газ тәрізді түрі көпшілікке белгілі болса, онда қалған екі экстремалды күй сұрақтар тудырады.
Тарих
Сұйық сутегі өткен ғасырдың отызыншы жылдары ғана алынды, бірақ оған дейін химия бұл газды сақтау және қолдану әдісін меңгеруде ұзақ жолдан өтті.
Жасанды салқындату XVIII ғасырдың ортасында Англияда тәжірибе жүзінде қолданыла бастады. 1984 жылы сұйытылған күкірт диоксиді мен аммиак алынды. Осы зерттеулерге сүйене отырып, жиырма жылдан кейін бірінші тоңазытқыш жасалды, ал отыз жылдан кейін Перкинс өзінің өнертабысына ресми патент берді. 1851 жылы Атлант мұхитының арғы жағында Джон Гори кондиционер жасау құқығын талап етті.
Сутегі тек 1885 жылы ғана пайда болды, полюс Вроблевски өз мақаласында бұл элементтің қайнау температурасы 23 Кельвин, ең жоғары температурасы 33 Кельвин, ал критикалық қысым 13 атмосфера екенін жариялады. Осы мәлімдемеден кейін Джеймс Дьюар сұйық сутегін жасауға тырысты19 ғасырдың аяғында, бірақ ол тұрақты зат алған жоқ.
Физикалық қасиеттері
Агрегацияның бұл күйі заттың өте төмен тығыздығымен сипатталады - текше сантиметрге жүзден грамм. Бұл сұйық сутегін сақтау үшін салыстырмалы түрде шағын контейнерлерді пайдалануға мүмкіндік береді. Қайнау температурасы небәрі 20 Кельвин (-252 Цельсий) және бұл зат 14 Кельвинде қатып қалады.
Сұйықтық иіссіз, түссіз және дәмсіз. Оны оттегімен араластыру жарты уақытта жарылысқа әкелуі мүмкін. Қайнау температурасына жеткенде сутегі газ тәрізді күйге өтіп, оның көлемі 850 есе артады.
Сұйылтылғаннан кейін сутегі төмен қысымды және 15 және 19 Кельвин арасындағы температураны сақтайтын оқшауланған контейнерлерге салынады.
Сутегінің көптігі
Сұйық сутегі жасанды түрде өндіріледі және табиғи жағдайда болмайды. Егер агрегаттық күйлерді есепке алмасақ, онда сутегі тек Жер планетасында ғана емес, Әлемде де ең көп таралған элемент болып табылады. Жұлдыздар (соның ішінде біздің Күн де) одан тұрады, олардың арасындағы кеңістік онымен толтырылады. Сутегі синтез реакцияларына қатысады және бұлттарды да құра алады.
Жер қыртысында бұл элемент заттың жалпы мөлшерінің шамамен бір пайызын ғана алады. Оның біздің экожүйедегі рөлін сутегі атомдарының санының саны жағынан оттегіден кейінгі екінші орында тұрғанымен бағалауға болады. Біздің планетамыздағы барлығы дерлікH2 қорлары байланыстырылған күйде. Сутегі барлық тіршілік иелерінің ажырамас бөлігі болып табылады.
Қолдану
Сұйық сутегі (температура -252 градус Цельсий) бензинді және мұнай өңдеудің басқа да туындыларын сақтауға арналған форма түрінде қолданылады. Сонымен қатар, қазіргі уақытта табиғи газдың орнына сұйытылған сутекті отын ретінде пайдалануға болатын көлік тұжырымдамалары жасалуда. Бұл бағалы пайдалы қазбаларды өндіруге кететін шығынды азайтып, атмосфераға шығарындыларды азайтар еді. Бірақ әзірге қозғалтқыштың оңтайлы дизайны табылмады.
Сұйық сутекті физиктер нейтрондармен жүргізген тәжірибелерінде салқындатқыш ретінде белсенді түрде пайдаланады. Элементар бөлшек пен сутегі ядросының массасы дерлік тең болғандықтан, олардың арасындағы энергия алмасу өте тиімді.
Артықшылықтар мен кедергілер
Сұйық сутегі автокөліктерге отын ретінде пайдаланылса, атмосфераның жылынуын бәсеңдетеді және парниктік газдардың мөлшерін азайтады. Ол ауамен әрекеттескенде (іштен жану қозғалтқышынан өткеннен кейін) су мен азот оксиді пайда болады.
Алайда бұл идеяның өзіндік қиындықтары бар, мысалы, газды сақтау және тасымалдау тәсілі, сондай-ақ тұтану немесе тіпті жарылыс қаупінің жоғарылауы. Тіпті барлық сақтық шараларымен сутегінің булануын болдырмау мүмкін емес.
Зымыран отыны
Сұйық сутегі (сақтау температурасы 20 Кельвинге дейін)отынды құрамдас бөліктер. Оның бірнеше функциялары бар:
- Қозғалтқыш компоненттерін салқындату және саптаманы қызып кетуден қорғау.
- Оттегімен араласқаннан және қыздырғаннан кейін күш беру.
Заманауи зымыран қозғалтқыштары сутегі-оттегі комбинациясында жұмыс істейді. Бұл жердің тартылыс күшін жеңу үшін қажетті жылдамдыққа қол жеткізуге көмектеседі және сонымен бірге ұшақтың барлық бөліктерін шамадан тыс температураға ұшыратпауға көмектеседі.
Қазіргі уақытта отын ретінде сутегін пайдаланатын бір ғана зымыран бар. Көп жағдайда сұйық сутегі зымырандардың жоғарғы сатыларын бөлу үшін немесе вакуумда жұмыстың көп бөлігін орындайтын құрылғыларда қажет. Зерттеушілерден оның тығыздығын арттыру үшін бұл элементтің жартылай мұздатылған түрін пайдалану туралы ұсыныстар болды.
