هلیوم اولین بار برای چه کاری استفاده شد ؟
هلیوم، سبک ترین گاز نجیب در جدول تناوبی عناصر، اولین عنصر کشف شده از این گروه نیز هست. در حقیقت این عنصر اولین بار در خورشید شناسایی شد و بعد در زمین کشف شد. در سال 1868، طی یک خورشید گرفتگی در هند، طیف نگاری برای اولین بار به منظور مطالعه ی کروموسفر در اطراف خورشید استفاده شد. طیف کروموسفور، در بین نوار های روشن، مشخصه ی هیدروژن و نوار زردی را نشان می داد که تصور می شد سدیم باشد. اخترشناس فرانسوی جانسن تصمیم بر مطالعه ی منشأ این نوار زرد رنگ گرفت و تلاش کرد تا طیف کروموسفر را از نور معمولی باز تولید کند. مطالعه ی وی نتیجه ی موفقیت آمیزی در پی داشت و آن این بود که مشخص شد طیف زرد رنگ متعلق به سدیم نیست. از اینجا مشخص شد که احتمالاً پای عنصر جدید در میان است.
لاکر و فرانکلند نتایج این اختر شناس فرانسوی را تأیید کردند و اثبات شد که نوار های زرد دیده شده منشأ زمینی ندارند. فرانکلند نام این عنصر جدید موجود در خورشید را برگرفته از نام یونانی خورشید یعنی هلیوس قرار داد و آن را هلیوم نامید. بعد تر این نوار های زرد رنگ در طیف دریافت شده از ستارگان دیگر نیز دیده شدند.
تحقیق و بررسی برای یافتن این عنصر جدید در زمین تا سال 1895 بی نتیجه ماند. در آن زمان ویلیام رامزی گاز به دست آمده از سنگ معدن نروژی را مورد بررسی قرار داده بود. در طیفی که رامزی از این پژوهش به دست آورد نوار های زرد مربوط به هلیوم دیده شد و وجود این عنصر در زمین اثبات گردید.
در واقع ویلیام رامزی این کشف را در سال 1888 انجام داده بود و متوجه شده بود که جوشیدن اورانیت با سولفوریک اسید رقیق شده منجر به تولید گاز بی اثری میشود. او اثبات کرد که بخشی از گاز بی اثری که تولید می شود، نیتروژن است و چون هلیوم در آن زمان کشف نشده بود، تصور کرد که تنها گاز بی اثر موجود همان نیتروژن است. فردی به نام هیلبرند نوشته ای به آقای رامزی ارسال کرد و عنوان کرد که در طیف نیتروژن خالص نوار هایی که در پژوهش آقای رامزی وجود دارد، دیده نمی شود.
کشف هلیوم در مواد رادیواکتیو تا سال 1898 و تا پس از کشف رادیوم قابل درک کامل نبود. پس از آن مشخص شد که هلیوم محصول پایدار فروپاشی عناصر رادیواکتیو است. این مساله برخی از دانشمندان را متوجه این امر ساخت که ممکن است منشأ هلیوم در زمین واکنش های رادیواکتیو باشد. برخی دیگر از دانشمندان نیز بر این باور بودند که هلیوم موجود در زمین بقایایی از هلیوم اولیه هنگام تشکیل زمین است.
کشف هلیوم در مواد رادیواکتیو تا مدت ها این عنصر را به عنوان عنصری کمیاب معرفی می کرد. اما چند سال بعد مشخص شد که هلیوم در پوسته ی زمین و در اتمسفر نیز وجود دارد. طبق یافته های رامزی جو نزدیک زمین چیزی در حدود 0.0004% هلیوم دارد. یعنی از هر دویست هزار مولکول هوا یک مولکول هلیوم است.
هلیوم همچنین به مقدار کم در سنگ ها، گاز های طبیعی و آتشفشانی و مواد معدنی رادیو اکتیو یافت می شود.
ویژگی های گاز هلیوم
اکنون می پردازیم به ویژگی و خواص گاز هلیوم چیست ؟ ویژگی های گاز هلیوم به عنوان دومین عنصر سبک در جدول تناوبی عناصر و در جهان عبارتند از بی رنگ، بدون بو و بدون مزه بودن. این گاز در دمای 9/268- درجه سلسیوس یا 452- درجه فارنهایت مایع می شود. نقطه جوش و انجماد هلیوم نسبت به هر عنصر شناخته شده دیگری کمتر است و هلیوم تنها ماده ای است که در فشار معمولی جو امکان انجماد ندارد.
همه چیز درباره معماری دینامیک
معماری دینامیک
ساختمانهایی که در حال حرکت هستند و درعین حال شکل خود را برای انطباق با تصورات انسانی تغییر می دهند; این ساختمانها جهت حرکت خورشید را تعقیب می کنند و به سمت جهت وزش باد تغییر جهت می دهند. بنابراین همساز شدن با طبیعت باعث می شود این بناها انرژی مورد نیاز خود را تأمین کنند. این نوع معماری قابلیت چرخش 360 درجه برای ایجاد دید گسترده ای نسبت به جهان، طبیعت، آینده و زندگی دارد.
بناهای معماری دینامیک دائماً در حال تعدیل و تغییر شکل خود هستند هر طبقه به صورت مجزا در حال چرخش است و درعین حال فرم کلی بنا تغییر می کند. این رویکرد جدید، در واقع نوعی رقابت با معماری معاصر ماست که تا به حال تمام اتفاقات آن براساس قانون گرانش زمین بوده است. معماری دینامیک سمبل فلسفه جدیدی خواهد بود که سیمای شهرها و ایده زندگی ما را تغییر خواهد داد و بناها دارای بعد چهارمی به نام زمان خواهند شد. بناها شکل های صلب نخواهد داشت و شهرها بسیار سریعتر از آنچه که تصور می کنیم تغییر خواهند کرد.
این بعد چهارم تحقیقات و تلاشهای معمار ایتالیایی «دیوید فیشر» بوده است و این ایده در سطح جهانی و بین سیاستمداران و شهرداران مورد توجه بسیار قرار گرفته است. به این ترتیب نمی توان تصویر خاصی را به سایت و بنا تحمیل کرد بلکه هر بنا آزادی خود را دارد.
روشهای پیشرفته ساخت و توانایی تولید انرژی توسط خود بنا، دو ویژگی شاخص در معماری دینامیک هستند. در این روش از قطعات و واحدهای پیش ساخته با استاندارد کیفی بالا استفاده می شود و دارای تضمین صرفه جویی 20 درصدی در هزینه ها است که تأثیر عظیمی در ساخت و ساز جهانی خواهد داشت. این روش نسبت به روش سنتی و متداول معماری، نیاز به نیروی کار کمتری در محل ساخت دارد و سرعت کار را بالاتر برده و هزینه ها را کاهش می دهد.
در حقیقت سه ویژگی خاص معماری دینامیک: تغیییر شکل، روشهای پیشرفته تولید صنعتی قطعات و خود کفایی بنا در تولید انرژی، می توانند مزایای بسیاری زیادی در سطح ساخت و ساز جهانی به دنبال داشته باشند. در داخل این بناها نیز از سیستم های کنترل الکتریکی و طراحی داخلی و مبلمان بسیار لوکس استفاده خواهد شد.
تأمین انرژی: برج به مثابه نیروگاه
این معماری از توربین های بادی استفاده می کند که بصورت افقی بین طبقات قرار گرفته اند و انرژی خود بنا و حتی چند ساختمان مجاور را نیز تأمین میکنند. یک برج 59 طبقه 58 توربین خواهد داشت و بنا تبدیل به یک مرکز تولید انرژی سبز در شهر خواهد شد و به این ترتیب مکان های بهتری را برای آینده بشر تأمین می شوند.
اولین برج دینامیک در دبی:
این بنا با فرمی متغیر قادر به تأمین نیروی الکتریکی خود خواهد بود و توربین های بادی به همراه پانل های خورشیدی با استفاده از نیروی باد و نور خورشید، بدون ایجاد هرگونه آلودگی تمام انرژی مورد نیاز را تأمین خواهند کرد که ارزش آن در سال معادل 7 میلیون دلار خواهد بود.
هر توربین می تواند 3/0 مگاوات برق تولید کند. با توجه به وجود 4 هزار ساعت بادی سالانه در دبی، توربین های استفاده شده در بنا می توانند 1200000 کیلووات ساعت انرژی تولید کنند. با توجه به اینکه مصرف متوسط انرژی هر خانواده 24 هزار کیلووات ساعت تخمین زده می شود هر توربین می تواند انرژی 50 خانواده را تأمین کند. این برج دینامیک 200 آپارتمان خواهد داشت که به این ترتیب 4 توربین بادی انرژی آنها را تأمین خواهند کرد.
نحوه ساخت:
این بنا اولین ساختمان خواهد بود که به صورت کامل در کارخانه ساخته می شود. واحدها بصورت مجزا با تمام تأسیسات الکتریکی، مکانیکی، تهویه مطبوع و ... در کارخانه تکمیل و ساخته می شوند و سپس روی هسته مرکزی بتنی موجود در سایت نصب می شوند.
با صرفه جویی در هزینه و زمان این نحوه ساخت و اتصال پیش ساخته به هسته مرکزی، مقاومت در برابر زلزله را بسیار افزایش می دهد و تعداد نیروی کار مورد نیاز در سایت نسبت به روشهای متداول از 2000 نفر به 90 نفر کاهش می یابد و زمان ساخت از 30 ماه به 18 ماه می رسد.
در واقع در برج گردان، اولین آسمانخراش کارخانه ای، 90 درصد کارها در کارخانه انجام می شود و روی هسته مرکزی در سایت مونتاژ می شود و هزینه تمام شده آن 23 درصد کمتر از روشهای متداول امروزی ساخت و ساز در محل بنا است. و به جای 2000 نفر 700 نفر در کارخانه در شرایط مطلوب کار می کنند و 90 نفر هم در سایت کار مونتاژ را انجام می دهند.
بلوک سیمانی چیست و انواع آن چیست؟
بلوک سیمانی یکی از کاربردی ترین مصالح در ساخت و سازهای امروزی است که در ابعاد و اندازه های مختلف تولید می شود. برای ساختن بلوک سیمانی با توجه کاربرد و مورد مصرفش و هم چنین بسته به اینکه توسط چه کارخانه ای تولید می شود از مواد و مصالح مختلفی استفاده می شود.
بلوک سیمانی از ترکیب سیمان و آب با ریزدانه ها یا دیگر سنگدانه های مناسب و متراکم کردن این مخلوط به دست می آید. بعد از متراکم کردن مرحله ی عمل آوردن و مراقبت از بلوک ها در یک محیط مناسب آغاز می شود.
بلوک ها از نظر وزن در سه گروه قرار می گیرند ، بلوک های سیمانی سنگین وزن ، نیمه سبک و سبک .
بین تاب فشاری بلوک های سیمانی و وزن آن ها هم بستگی بالایی وجود دارد به گونه ایی که با افزیش وزن بلوک های سیمانی ، تاب فشاری آن هم بالا می رود .
ابعاد بلوک های سنگین از بلوک های سبک بیشتر است هم چنین از ضخامت بالایی هم بر خوردار هستند که کاربری آن ها برای ساخت دیوار ها و سازه های بنایی است .
کاربرد بلوک های سبک در سقف های تیرچه بلوک می باشد .
بلوک های سیمانی یا به صورت توپر ساخته می شو.د یا به صورت تو خالی که خود بلوک های تو خالی به چند نمونه تقسیم می شود .بهترین ضخامتی که برای دیواره های بلوک سیمانی وجود دارد ، نباید کمتر از چهار سانتی متر باشد چرا که سبب می شود استحکام بلوک سیمانی و مقاومت آن کم شود .
بلوک سبک چیست؟
سبک سازی یک ساختمان یکی از ملاحظات اصلی و از دغدغه های اصلی مهندسین و طراحان سازه است . بطور کلی سبکی وزن یک ساختمان اولا مشخصات اجزاء باربر سازه را پایین می آورد و مهمتر از آن در رفتار سازه در برابر نیرو های جانبی نظیر زلزله و باد موثر است .بلوک سبک سیمانی یا بلوک سبک بتنی به نوعی از بلوک گفته می شود که سیمان به عنوان ماده اصلی به کار رفته در آن می باشد و در طرح اختلاط آن سعی بر این شده تا وزن بلوک با حفظ مقاوت فشاری کاهش داده شود تا از بارهای مزده ساختمان کاسته شود.
بلوک سنگین چیست؟
بلوک های سنگین که از چگالی بالاتری برخوردارند، استحکام بیشتری نیز از خود نشان می دهند. بلوک سنگین سیمانی به دلیل وجود تخلخل های کمتر نسبت به بلوک های سبک در برابر آب نفوذ ناپذیر تر محسوب می شوند و در برابر یخ زدگی مقاومت دارند. از طرفی بلوک های سبک مقاومت بیشتری در برابر آتش دارند و عایق صدا و گرما هستند. به طور کلی کاربرد و استفاده از بلوک های سنگین در دنیا به مراتب بیشتر از بلوک های سبک است.
معرفی رشته مهندسی نساجی
معرفی رشته مهندسی نساجی
هلیوم مایع چه کاربردهایی دارند؟
هلیوم مایع چه کاربردهایی دارند؟
کاربرد هلیوم مایع بیشتر به عنوان یک مبرد و خنک کننده تعریف می شود. در دما و فشار استاندارد عنصر هلیوم به شکل گازی ظهور پیدا می کند. در صورتی که دما تا حدود 4 درجه کلوین سرد شود، در فشار استاندارد، هلیوم به شکل مایع در می آید. نقاط جوش و میعان هلیوم بستگی به نوع ایزوتوپ آن نیز دارد و عدد دقیقی نیم توان برای آن ذکر کرد. رایج ترین نوع ایزوتوپ هلیوم، هلیوم 4 است و ایزوتوپ هلیوم 3 نادر است. ایزوتوپ های 3 و 4 تنها ایزوتوپ های پایدار هلیوم به شمار می روند.
مایع سازی هلیوم
و اما می پردازیم به این موضوع که هلیوم مایع چیست و چگونه هلیوم مایع سازی می شود.هلیوم اولین بار در دهم جولای سال 1908 میلادی مایع شد. فیزیکدانی آلمانی در دانشگاه لایدن در هلند این کار را انجام داد. در آن زمان ایزوتوپ هلیوم 3 شناخته شده نبود زیرا دستگاه طیف سنج جرمی هنوز اختراع نشده بود.هلیوم مایع در فشار استاندارد، در دمای کمتر از 270- درجه سانتیگراد یا 4 کلوین امکان ظهور پیدا می کند و در دما های بالاتر، عنصر هلیوم به شکل گازی موجود است. البته تغییر فشار می تواند این دما را تغییر دهد. یعنی در فشار های بالاتر می توان با وجود دمای بالا هلیوم را به صورت مایع مشاهده کرد. در دهه های اخیر کاربرد هلیوم مایع به عنوان مبرد و خنک کننده جایگاه خود را پیدا کرده است و به صورت تجاری مایع سازی می شود.
ویژگی های هلیوم مایع
دمای لازم برای تولید هلیوم مایع بسیار پایین است. زیرا اتم های هلیوم جاذبه ی بسیار کمی نسبت به هم دارند. نیرو های بین مولکولی در هلیوم بسیار ضعیف اند زیرا هلیوم یک گاز نجیب است. اما وقتی پای فیزیک کوانتوم به میان می آید مشخص می شود که نیرو های بین مولکولی در هلیوم به دلیل جرم اتمی بسیار کم از دیگر گاز های نجیب نیز بسیار ضعیف تر است.
کپسول هلیوم مایع
هلیوم مایع را در کپسول های مخصوص ذخیره سازی کرده و برای استفاده ی مصرف کنندگان عرضه می کنند. کپسول هلیوم مایع دارای دو جداره است. هوای بین دو جداره را تخلیه کرده و از چند لایه عایق استفاده می کنند. برای استفاده از کپسول های هلیوم لازم است رگولاتور مخصوص برای کاهش فشار در نظر گرفته شود.
کاربرد در پزشکی
کاربرد هلیوم مایع بیشتر در بیمارستان و مراکز MRI است. زیرا هلیوم مایع به عنوان خنک کننده ی آهنربای بزرگ MRI مورد استفاده قرار میگیرد. هلیوم مایع تا کنون موثر ترین و بی خطر ترین مبرد برای دستگاه های MRI بوده است. هیدروژن مایع نیز دمای بسیار پایینی دارد اما به دلیل آتشگیر و منفجره بودن از ان برای چنین کاربرد هایی استفاده نمی کنند.
دیگر کاربرد ها
گاز هلیوم به صورت گاز کاربرد های فراوانی در پر کردن بادکنک های هلیومی، به عنوان گاز محافظ جوشکاری و .. دارد. هلیوم به عنوان گاز حامل دستگاه سوانگاری (کروماتوگرافی) به دلیل ویژگی های مناسبی که دارد، مورد استفاده قرار می گیرد. از هلیوم مایع به عنوان مبرد در تولید فیبر های نوری نیز استفاده می کنند.
کاربرد هلیوم مایع در حوزه پزشکی بسیار حیاتی است و نبود آن ضرر های جبران ناپذیری در پی خواهد داشت.
جهت اطلاع از قیمت هلیوم مایع و خرید با کارشناسان ما تماس بگیرید.