氦气是什么气体 元素周期表第二位的氦气是什么气体(2)
氦气是什么气体
因为氦是惰性气体,所以我们不能拿它来参与化学反应,来生成别的物质。也正因为如此,氦在很多场合被当成保护性气体来使用,用来隔绝空气。
世界上大约有13%的工业氦气被用作焊接时的保护气体,因为它不与其它物质反应,所以在电弧焊的过程中用氦气把空气与焊点隔绝开来,可以保证焊接的质量。
生产硬盘的企业也利用氦气的惰性性质,他们把氦气填充在硬盘盒里封闭起来,制成了企业级的超大容量硬盘。
世界上大约有1/3的氦气被用作低温冷却。
由于在常压下氦的熔点是-272.20°C(仅比绝对零度高0.95开尔文),它的沸点也仅为-268.928°C(4.22k),同时由于液氦的导热性比铜高几百倍,因此液态的氦常常被用于冷却超导磁体、医用MRI扫描仪和核磁共振谱仪。
氦的主要用途除了低温超导、焊接保护、加压和冲洗之外,还大量用于硅和锗晶体生长、钛和锆生产过程中的气体保护,超音速风洞和脉冲设施中也经常需要用到氦。
氦的次要用途
我们在超市里经常会用到激光扫码装置,装置中一个重要部件是氦氖激光发生器,它现在已经被激光二极管代替了。
氦气由于它极低的折射性,不会因为温度的变化造成光线的扭曲,所以氦经常被填充在大型光学望远镜里。在用到氦气之前,观测太阳的望远镜通常要抽成真空,这常常使得望远镜管变得又粗又沉,充了氦气之后的望远镜轻巧多了。
氦气还有一个重要的用途与人的健康有关。
我们都知道,氦气是惰性气体,正常情况下它不会与任何物质发生化学反应,所以它无毒,不会对人构成任何危害。在很多时候,人们利用氦气的惰性来挽救潜水员的生命。
我们人类通常生活在地面,这时候我们身体外部与身体内部的大气压力是平衡的,当潜水员要下潜到很深的水下时,他身体外部的压力急剧增大,这时候就需要对他呼吸的空气也加压,以保持潜水员身体内外的压力平衡。
而当潜水员在水下的作业任务完成,上浮到水面的过程中,他呼吸空气的压力也要同步减少。
问题是人体内部的压力并不是很快就能与外部达成平衡,当外部气体压力降低,之前溶解在血液和细胞中的高压气体就会跑出来,聚集到血管里造成气泡,使血液形成泡沫状,从而压破血管造成气体栓塞,严重的会危及生命。
这就是我们常说的减压病或潜水病。
通常人们会调节氮气在压缩空气中的比例来减轻潜水病的发生,但由于氮气也是可以溶解在血液中的,所以在大深度潜水中,人们更倾向于使用溶解性更低的氦气-氧气混合气体来代替氮-氧混合气体供给潜水员呼吸。这同时也证明了氦气是没有毒性的。
然而事物往往都有两面性,氦气无毒无味,它不会与血液和我们的肌体反应,这同时证明了它是一种完美的窒息性气体。
如果一个人大量吸入氦气,他会因为氧气不足而迅速陷入昏迷状态,他自己甚至不知道发生了什么就晕过去了,时间长一点,他就会因缺氧而死亡,不会有挣扎,更不会有反抗。
因此,像氦一样的惰性气体属于窒息性气体,人因吸入过量氦气死亡之后,一般情况下法医查不出原因,因为氦气不会生成任何有毒物质,他就是在不知不觉中憋死的。
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