رضا حاجیلری
Contact me
My Profile
Blog Author(s) رضا حاجیلری
Previous Months Home Archive فروردین ٩٤ بهمن ٩٢ فروردین ٩٢ آبان ٩۱ شهریور ٩۱ آذر ٩٠ آبان ٩٠ تیر ٩٠ اردیبهشت ٩٠ فروردین ٩٠ اسفند ۸٩ بهمن ۸٩ دی ۸٩ آبان ۸٩ مهر ۸٩ شهریور ۸٩ تیر ۸٩ خرداد ۸٩ اسفند ۸۸ بهمن ۸۸ تیر ۸۸ خرداد ۸۸ بهمن ۸٧ More ...
      امداد و نجات در سیلاب و غواصی استان گلستان (ارائه اطلاعات در خصوص عمليات هاي جستجو‏ و امداد و نجات در سیلاب و غواصی و ...)
گاز هلیم در غواصی by: رضا حاجیلری

هلیم عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان He و عدد اتمی ۲ وجود دارد. هلیم که گاز بی اثر بی رنگ و بی بویی است دارای پایین ترین نقطه جوش در میان عناصر است و تنها تحت فشار بسیار زیاد به حالت جامد در می آید.این عنصر بصورت گاز تک اتمی یافت می شود ، برای اهداف خاصی از نظر شیمیایی خنثی می باشد و بعد از هیدروژن فراوان ترین عنصر در جهان به حساب می آ ید.هلیم در جو زمین به میزان بسیارکم براثر فرسایش مواد معدنی خاصی یافت شده ودر بعضی از آبهای معدنی هم وجود دارد. هلیم در گازهای طبیعی خاصی بصورت مقادیر قابل تهیه تجاری وجود دارد و از آن بعنوان گاز بالابرنده در بالونها، مایع سردکننده سرمازا در آهنرباهای ابر رسانا و گاز وزن افزا در غواصی در آبهای عمیق استفاده می گردد.


خصوصیات قابل توجه
هلیم در دما و فشار طبیعی بصورت گازی تک اتمی وجود دارد و فقط در شرایط بسیار غیر عادی متراکم می شود.
هلیم دارای پایین ترین نقطه ذوب در میان عناصر است و تنها مایعی است که با کاهش دما به جامد تبدیل نمی شود ودر فشار استاندارد تا دمای صفر مطلق به حالت مایع باقی می ماند( تنها با افزایش فشار می توان آنرا به جامد تبدیل نمود).در واقع دمای سرگشتی – که بالاتر ازآن بین حالات مایع و گاز هیچ تفاوتی وجود ندارد تنها k19/5 است.He-4 و He-3 جامد از این نظر که یک محقق می تواند با استفاده از فشار حجم آنها را بیش از ۳۰% تغییر دهد منحصر به فرد هستند.ظرفیت گرمایی ویژه گاز هلیم بسیار زیاد است و بخار آن بسیار متراکم می باشد بطوریکه در صورت گرم شدن در دمای اطاق سریعا” منبسط می گردد.
هلیم جامد فقط در فشار بالا – تقریبا” ۱۰۰ مگاپاسکال در K15- و تقریبا”در این حرارت است که هلیم بین دمای پایین و بالا یک جابجایی انجام می دهد که در آن ، اتمها دارای آرایشهای به ترتیب مکعبی و شش ضلعی می شوند.در یک لحظه از این دما و فشار حالت سومی بوجود می آید که در آن، اتمها آرایشی مکعبی به خود می گیرند در حالیکه جرم آن در مرکز قرار دارد.(؟)تمامی این حالات از نظر انرژی و چگالی مشابه هستند و دلایل این تغییرات به جزئیات چگونگی شکل گیری اتم ها بر می گردد.
کاربردهـــــــا
هلیم بیشتر بعنوان گازی بالابرنده در بالونهای استفاده می شود که از آنها به ترتیب برای تبلیغات ، تحقیقات جوی، شناسائیهای نظامی و بعنوان یک چیز بدیع استفاده می شود. بعلاوه هلیم دارای قدرت بالابرندگی ۶۴/۹۲% هیدروژن است اما بر خلاف آن قابل اشتعال نبوده ,بنابراین ایمن تر از هیدروژن به حساب می آید.
سایر کاربردهای آن
· هلیم – اکسیژن برای تنفس در محیطهای پرفشار مثل لباس غواصی یا زیردریائیها بکار می رود بکار می رودچون هلیم ساکن است و کمتر از نیتروژن ، در خون قابل حل می باشد و ۵/۲ مرتبه سریعتر از نیتروژن منتشر می شود.این مسئله موجب کاهش مدت زمان لازم برای ازبین بردن گاز در هنگام فشارزدایی می شود،خطر خواب نیتروژنی را از بین می برد و احتمال تمرکز آن مثل حبابهای متصل وجود ندارد.
· دارای پایین ترین نقطه ذوب و جوش در میان عناصر است که این خصوصیت، مایع هلیم را به خنک کننـده ای ایده آل برای مقاصدی که دمای بسیار پایین نیاز دارند تبدیل می کند ؛ از جمله آهنرباهای ابررسانا و تحقیقات سرما شناسی که در آنها دمای نزدیک به صفر مطلق نیاز است.
· همچنین هلیم بعنوان یک خنثی و حامل بعنوان مثال درگاز رنگ کاری مورد استفاده قرار می گیرد.
· همجوشی هیدروژن به هلیم انرژی لازم برای بمبهای اتمی را تامین می کند.
· از هیدروژن همچنین برای موشکهای با سوخت مایع فشرده ، بعنوان حفاظ گاز در جوشکاری برقی ، بعنوان گازی محافظ برای تولید بلورهای سیلیکن و ژرمانیم ، بعنوان عامل خنک کننده برای رآکتورهای اتمی و برای تونلهای بادی فراصوتی استفاده می شود.

همزمان با پیشرفت تکنولوژی MRI «magnetic resonance imaging) در مصارف پزشکی ، استفاده از هلیم مایع در MRI رو به افزایش است.
تاریخچــــــــه
هلیم ( از واژه یونانی helios به معنی خورشید) درسـال ۱۸۶۸ توسط Pierre Janssen فرانســوی و Norman Lockyer انگلیسی که مستقل از هم فعالیت می کردند کشف شد.هر دوی آنها هنگام یک خورشید گرفتگی درهمان سال ،مشغول مطالعه بر روی نور خورشید بودند و بطور طیف نمایی متوجه خط انتشار عنصر ناشناخته ای شدند. Eduard Frankland ضمن تایید یافته های Janssen ، نام این عنصر را با توجه به نام خدای خورشید در یونان ،Helios پیشنهاد کرد وچون انتظار می رفت این عنصر جدید فلز باشد پسوند ium – را به آن افزود. William Ramsay سال ۱۸۹۵ این عنصر را ازclevite جدا نمود و در نهایت متوجه غیر فلز بودن آن گشت اما نام این عنصر تغییری نکرد. Nils Langlet و Per Theodor Cleve شیمیدانان سوئدی که بطور مستقل از Ramsay کار می کردند تقریبا” در همان زمان موفق به جداسازی هلیم از Clevite شدند.
سال ۱۹۰۷ Thomas Royds و Thomas Royds موفق به اثبات ایم واقعیت شدند که ذرات آلفا ،هسته های اتم هلیم می باشند. Heike Kamerlingh Onnes فیزیکدان آلمانی درسال ۱۹۰۸اولین مایع هلیم را بوسیله سرد کردن این گاز تاk 9/0 و به سبب این کار بزرگ جایزه نوبل را به او اهداء کردند.سال ۱۹۲۶ یکی از شاگردان او به نام Willem Hendrik Keesom برای اولین بار هلیم را بصورت جامد تبدیل نمود.
پیدایــــــــش
هلیم بعد از هیدروژن فراوان ترین عنصر در جهان است و تقریبا” ۲۰% ماده ستارگان را تشکیل می دهد.این گاز همچنین دارای نقش مهمی در واکنشهای پروتون – پروتون و چرخه کربن در ستارگان است که تشکیل دهنده بیشترین انرژی آنها می باشد.فراوانی هلیم بیشتر از آن است که با تولید توسط ستارگان توجیه شود اما با مدل انفجار بزرگ Big Bang سازگار است و اکثر هلیم موجود درجهان در سه دقیقه اول شکل گیری جهان بوجود آمده اند.
این عنصر در جو زمین وبه مقدار ۱ در ۰۰۰ ۰۰ ۲ وجود داشته و بعنوان یک محصول فروپاشی در کانیهای رادیواکتیو گوناگونی یافت می شود.بخصوص این عنصر در کانیهای اورانیوم و توریم مانند clevites, pitchblende, carnotite, monazite و beryl ، بعضی از آبهای معدنی ( در بعضی از چشمه های ایسلند مه میزان ۱ در ۱۰۰۰ هلیم وجود دارد)،در گازهای آتشفشانی و در گازهای طبیعی خاصی در آمریکا(که بیشتر هلیم تجاری جهان از این منطقه بدست می آید). دیده می شود.هلیم را می توان از طریق بمباران لیتیم یا بورون بوسیله پروتونهای سریع تولید نمود.
ترکیبات
هلیم اولین عنصر در گروه گازهای بی اثر است و برای بسیاری از اهداف عملی واکنش ناپذیر می باشد اما در اثر تخلیه الکتریکی یا بمباران الکترونی ، ترکیباتی را با تنگستن ، ید ، فلوئور ، گوگرد و فسفر بوجود می آورد.
ایزوتوپهــــــــــا
معمول ترین ایزوتوپ هلیم He-4 می باشد که هسته آن دارای دو پروتون و دو نوترون است. چون تعداد نوکلئونها عجیب است این یک آرایش اتمی غیرعادی پایداربه حساب می آید یعنی نوکلئونها در لایه های کامل آرایش یافته اند.بسیاری از هسته های سنگین تر بر اثر انتشار هسته های He-4 متلاشی می شوند- فرآیندی که فروپاشی آلفا نامیده شده و به همین علت هسته های هلیم را ذرات آلفا می نامند و بیشتر هلیم زمین با این فرآیند تولید می شوند.دومین ایزوتوپ هلیم He-3 است که هسته آن تنها دارای یک نوترون می باشد علاوه بر اینها هلیم چندین ایزوتوپ سنگین تر رادیواکتیو دارد.He-3 عملا” در سطح زمین ناشناخته است چون منابع درونی هلیم، زمانیکه ذرات آلفا و هلیم اتمسفری در دوران زمین شناسی نسبتا” کوتاهی وارد فضا می شوند فقط ایزوتوپ He-4 تولید می کنند .
He-3و He-4 هر دو در انفجار بزرگ Big Bang) ) تولید شده اند و بعد از هیدروژن ، فراوان ترین عنصر موجود در طبیعت هلیم است.هلیم اضافی بوسیله همجوشی هیدروژن درون هسته های اختری و از طریق فرآیندی که زنجیره پروتن – پروتن نامیده می شود، تولید می گردد.
گونه هــــــــا
هلیم مایع ( He-4) به دو صورت یافت میِ شود : He-4II و He-4I که در نقطه تحول فعالی دردمای k 1768/2و در فشار بخار آن مشترک هستند.He-4I ( بالای این نقطه) مایعی نرمال است اما He-4II ( پایین این نقطه) شبیه هیچ یک از مواد شناخته شده نمی باشد.
وقتی در دمای بالاتر از k1768/2و در فشار بخار خود ( به اصطلاح نقطه لامدا) سرد شد تبدیل به یک ابر شار به نام هلیم مایع II می گردد ( برعکس هلیم مایعI که نرمال است) که به علت تاثیرات کوانتومی ، ویژگیهای غیر عادی زیادی داشته و یکی از اولین نمونه های مشاهده شده از اثرات کوانتومی است که درمقیاس macroscopic عمل می کند. چون این تاثیر متکی به تراکم بوزونها( bosons ) است این تحولات در He-3 در دمایی پایین تراز He-4 رخ می دهد اما هسته های He-3 فرمیونها( fermions) هستند که نمی توانند جداگانه متراکم شوند ولی در جفتهای بوزونی باید اینگونه باشد.چون این دگرگونی منظم است بدون گرمای نهان در نقطه لامدا این دو نوع مایع هرگزهمزیستی نمی کنند.
هلیم II دارای ویسکوزیته صفر است و خاصیت هدایت حرارتی آن از تمام مواد دیگر بیشتر است.بعلاوه هلیم II پدیده ترمومکانیکال را بروز می دهد؛اگر دو ظرف حاوی هلیمII بوسیله یک لوله بسیار باریک به هم متصل باشند ویکی از آنها را گرم کنیم جریانی از هلیم II به طرف ظرف گرم شده بوجود می آید.بر عکس درپدیده مکانیک حرارتی سرد کردن هلیم II که در حال خارج شدن از لوله باریک است باعث ایجاد جریان اجباری هلیم II درلوله ای باریک می شود.تغییرات حرارتی وارده بر هلیم II ، همانند آنچه که در تغییرات تراکم صدا وجود دارد( پدیده ای که ” صدای دوم” نامیده می شود) سرتاسر این مایع انتشار می یابد.سطوح سختی که با هلیم II در تماسند بوسیله لایه نازکی به قطر ۵۰ تا ۱۰۰ اتم پوشیده می شوند که در طول آن می تواند جریان بدون اصطکاک این مایع انجام پذیرد ؛ در نتیجه نگهداری هلیم II در ظرف باز، بدون خارج شدن این مایع از لبه آن امکان پذیر نیست.جابجائی های فراوان هلیم II بوسیله لایه آن با سرعت ثابت انجام می شود که فقط به دما بستگی دارد.در آخر اینکه یک حجم زیادی از هلیمII بصورت یک واحد گردش نخواهد داشت در عوض تلاش برای گردش آنها منجر به vorticeهای کوچک بدون اصطکاکی در این مایع خواهد شد.
هشدارهـــــا
محفظه هایی که با هلیم گازی در دمای ۵ تا ۱۰ کلوین پرشده اند باید طوری نگهداری شوند که گویی دارای هلیم مایع هستند چون گرم شدن این گاز در دمای اطاق منجر به افزایش شدید فشارآن می گردد.

منبع:/www.iridiver.ne

  Comments ()
Recent Posts به یاد شهدا نیایش درد گوش در غواصان غواصی و مفاصل بیماریهای غواصی ناشی از تغییرات فشار+تصویر تفکر و عبادت جریان های شکافنده دعوت به ارائه مقاله جهت سومین نشست علمی کاربردی جمعیت هلال احمر شهرستان علی آباد دعوت به ارائه مقاله جهت نشست های علمی کاربردی: بیماریهای مناطق سیل زده(تب تیفوئید)
My Tags غواصی (٩) بیماریهای غواصی (٥) فیزیولوژی غواصی (٥) غواصی هلال احمر گلستان (٤) بیماری (٤) سیلاب (۳) گلستان (۳) سیل (۳) برداشت فشار (۳) غریق در آب (۳) غواصی استان گلستان (۳) تبعات سیل پاکستان (۳) عملیات غواصی در گل رامیان (٢) امداد و نجات در سیلاب (٢) سیلاب پاکستان (٢) غرق شدگی (٢) استفاده از استخر (٢) غرق شدگی در دریا (٢) مرگ در دریا (٢) غرق (٢) gps (۱) پاکستان (۱) خـــــون (۱) فشار (۱) فوت (۱) شکافنده (۱) فشار خون (۱) جریان شکافنده (۱) gis (۱) حوادث و سوانح (۱) بییماری سل (۱) نجات غریق (۱) هیپوترمی (۱) بیماریهای سیلاب (۱) خواجه نفس (۱) سیل ترکمن (۱) ماهیان خطرناک (۱) ماهیان سمی (۱) جانوران خطرناک دریا (۱) خطرناک دریا (۱) پوستر آموزشی (۱) پوستر سیلاب (۱) تصاویر سیلاب (۱) غریق در روستای میاندره (۱) غرش شدن در ساحل نودکنده (۱) غریق در آبشار شیرآباد (۱) بیمارهای شنا (۱) مقدمه ای بر gps (۱) تصاویر ماهواره ای ناسا از سیل پاکستان (۱) نجات در رودخانه (۱) نجات در آبهای خروشان (۱) تجهیزات نجات در رودخانه (۱) تجهیزات نجات در سیلاب (۱) سیل پاکستان (۱) تیم جستجو و نجات در سیلاب (۱) امداد در سیلاب (۱) نجات در سیلاب (۱) ترکیب گازها در غواصی (۱) تنفس در غواصی (۱) گازهای تنفسی در غواصی (۱) نیازهای غواصی (۱) الزامات غواصی (۱) جدول برداشت فشار (۱) برداشت فشار غواص (۱) رانکارد شناور (۱) برانکارد آبی (۱) درد گوش در غواصان (۱) درد گوش در غواصی (۱) بیماری‌ فشار و غواصی (۱) مناطق آبی استان گلستان (۱)
My Friends http://ukdivers.com/ http://www.118ba118.com/ http://www.daneshema.com/index.html http://www.seaandsea.com/ اطلاعات مختلف دریایی و عالی آموزش غواصي بسيار زيبا و جالب باشگاه كوهنوردي شهيد وركش بانك اطلاعات پزشكي پاراست بانك مقالات امداد و نجات پایگاه اطلاع رسانی پزشکان ایران پرورش و نگهداري زنبور عسل تجهيزات غواصي تجهيزات غواصي كرسي تيم غواصي و نجات در سيلاب استان همدان جامعه اطلاعات ايرانيان دريافت فايل تجهيزات ست نجات وبر سازمان پدافند غيرعامل ايران سازمان مديريت بحران تهران سايت پروفسور سلطان زاده سایت طب دریایی شركت پتزل شركت تخصصي غواصي شركت لوكاس غواصي پدي غواصي در ايران فدراسيون جهاني صليب سرخ و هلال احمر فدراسيون نجات غريق ايران فدراسيون نجات غريق جهاني كامل ترين سايت وضعيت جوي ايران برا ي يك هفته مركز آموزش هاي آبي ايران موسسه زلزله نگاری ایران پایگاه اطلاع رسانی امداد دریایی