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《氦:太阳的元素和医学利用》

时间:2023-10-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:1868年,德国天文学家詹逊和英国物理学家乐耶尔,在用光谱分析法研究太阳光谱时,发现了一种新元素。由于这种元素当时在地球上还未发现过,因此他们把它命名为“氦”,按照拉丁文原意,就是“太阳”的意思。在所有的元素中,除了氢外,就数氦最轻了。在医学上,便利用氦的这一特性来医治“潜水病”。由于氦气在血液中溶解很少,因此,潜水员即使沉降到离水面100米以下的水底,也不会再患“潜水病”。

《氦:太阳的元素和医学利用》

1868年,德国天文学家詹逊和英国物理学家乐耶尔,在用光谱分析法研究太阳光谱时,发现了一种新元素。由于这种元素当时在地球上还未发现过,因此他们把它命名为“氦”,按照拉丁文原意,就是“太阳”的意思。其实,地球上也有氦,1895年,英国化学家拉姆赛在分析钇铀矿时便发现了氦。后来,人们在大气中、水中,以至陨石宇宙射线中也发现了氦。

氦,是一种无色、无味、无臭的惰性气体。它和其他惰性气体一样,都是单原子分子,即1个分子是由1个原子组成的(一般气体分子大都是双原子分子)。在大气中,它的含量很少,按体积计算,仅占5.2万分之一。不过,从地下冒出的天然气中,氦的含量较多,达2%~6%。现在,工业上都是利用天然气来制取氦的。

氦很轻。在所有的元素中,除了氢外,就数氦最轻了。它的重量,只有同体积的空气的1/7。由于氦不像氢那样会燃烧,使用非常安全,因此,人们便用氦来代替氢气,填充气球飞艇的气囊。用氦气填装的飞艇的上升能力,大约等于同体积的用氢气填装的飞艇的93%。不过,氦比较贵。充填一个现代化的飞艇,约需20万立方米的氦。氦,最近还被人们混在塑料人造丝、合成纤维中,制成非常轻盈的泡沫塑料、泡沫纤维。

氦,又是极难溶于水的气体,100体积的水在0℃时,大约只能溶解1体积的氦。在医学上,便利用氦的这一特性来医治“潜水病”。过去,当潜水员潜入海底时,由于深海压力很大,吸进体内的空气中的氮气,随着压力的增加大量溶解在血液里;而当潜水员出水时,压力猛然下降,原先溶在血液里的氮气纷纷跑出来,以致使血管阻塞而造成死亡。这种病叫作“潜水病”。现在,人们利用氦气和氧气混合,制成“人造空气”来供给潜水员呼吸。由于氦气在血液中溶解很少,因此,潜水员即使沉降到离水面100米以下的水底,也不会再患“潜水病”。这种“人造空气”也常被用来医治支气管气喘和窒息等病,因为它的密度只及空气的三分之一,因此呼吸时要比呼吸空气轻松得多,可以减少病人呼吸的困难。(www.xing528.com)

氦是最难液化的气体,曾经被认为是“永久气体”,意思是说,氦是永远不能被变成液态的。直到1908年氦才终于被液化。氦在-286℃以下才变成液态,在25个大气压下,-272.2℃以下才会变成“氦冰”——固态氦。现在,在低温工业上,液态氦常被用作冷却剂。

氦具有极高的激发电势,在电子管工业上,常用氦做填充气体。氦也被用来制造精密温度计、辉光灯、验极器、高压指示器等。

氦的化学性质极不活泼,几乎不和别的元素相化合,是惰性气体之一。在工业上,当焊接金属时,常用氦做保护气体,隔绝空气,防止金属在焊接时被氧化。

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