稀有氣體氦氣的介紹與應(yīng)用

一、氦氣的發(fā)現(xiàn)氦氣的發(fā)現(xiàn)可以追溯到19世紀末20世紀初。氦是在地球上首次被觀察到，并且是太陽光譜中首次被探測到的元素。

在1868年的日食期間，法國天文學(xué)家皮埃爾·詹森觀察到了太陽光譜中的一個新的黃線，這個黃線后來被確定為氦的譜線。因為這個元素是在太陽光譜中被首次發(fā)現(xiàn)的，它得名于希臘神話中的太陽神Helios。

然而，直到1895年，英國科學(xué)家威廉·拉姆齊和約翰·斯特拉特利首次在地球上成功分離出氦氣。他們在地球的氣體中找到了這種新的元素。氦是通過在礦泉水中尋找氣體來發(fā)現(xiàn)的，因此氦的名字也與希臘語中的“Helios”（太陽）相關(guān)。威廉·拉姆齊后來因此而獲得了1904年的諾貝爾物理學(xué)獎。二、氦氣的應(yīng)用1.氣球和飛艇充氣：

由于氦氣的密度比空氣小，具有較小的分子質(zhì)量，因此被廣泛用于充氣氣球和飛艇。它比空氣輕，能夠提供足夠的浮力，使得氣球能夠飄浮在空中。2.低溫實驗和設(shè)備：

液態(tài)氦是一種極低溫冷卻劑，常用于實驗室中的超導(dǎo)體研究和其他需要極低溫度的實驗。液態(tài)氦的沸點很低，約為-268.93攝氏度，使得它成為一種理想的低溫介質(zhì)。3.醫(yī)療領(lǐng)域：

氦氣在醫(yī)療領(lǐng)域中也有應(yīng)用，主要用于增氧療法。氦氣和氧氣混合使用時，由于氦的低密度，呼吸時可以減少氣體的阻力，有助于提高呼吸的效率。這在某些呼吸系統(tǒng)疾病的治療中具有一定的幫助。4.激光技術(shù)：

氦氣常被用作激光介質(zhì)，特別是在氦氖激光器中。氦氖激光器廣泛用于科學(xué)研究、醫(yī)療、通信和其他領(lǐng)域。5.太空探測：

氦氣也被用作太空探測器中的冷卻劑，因為其低溫性質(zhì)使其適用于冷卻敏感的儀器和設(shè)備。氦氣的低密度、低溫性質(zhì)以及化學(xué)穩(wěn)定性使其在各種應(yīng)用中都發(fā)揮著重要的作用。然而，由于氦是地球上相對較為稀缺的元素，人們也在考慮節(jié)約使用和尋找替代方案以確保氦資源的可持續(xù)利用。三、地球上氦氣的由來以及儲量氦氣在地球上主要來自兩個主要的來源：地殼中的放射性衰變和太陽風(fēng)。1.地殼中的放射性衰變：

氦氣的一個主要來源是地殼中的放射性衰變。放射性元素如鈾和釷在地殼中存在，并通過放射性衰變逐漸分解為其他元素，其中包括氦。氦氣是一種惰性氣體，因此它在地殼中不易與其他元素反應(yīng)，而是相對穩(wěn)定地存在于地下巖石和土壤中。當這些巖石和土壤受到侵蝕或地下水的影響時，氦氣會被釋放到大氣中。2.太陽風(fēng)：

太陽風(fēng)是另一個地球上氦氣的來源。太陽風(fēng)是由太陽表面高溫等離子體的流動產(chǎn)生的，其中包含大量的氦。太陽風(fēng)中的氦在太陽系中擴散，一部分也到達地球。然而，太陽風(fēng)中氦的貢獻相對較小，地殼中的放射性衰變是氦氣在地球大氣中的主要來源。關(guān)于氦在地球大氣中的含量，氦是大氣中非常稀薄的氣體，占總體積的約0.0005%。由于其輕質(zhì)和不易與其他元素反應(yīng)的性質(zhì)，氦主要分布在地球的高層大氣中。在地球的低層大氣中，主要是氮、氧等較重的氣體。

四、最接近絕對零度的“固體”氦的相變溫度取決于壓力。在標準大氣壓下（1大氣壓，約為101.3千帕），氦的相變溫度如下：1.液態(tài)氦：

氦氣在標準大氣壓下的沸點約為-268.93攝氏度或4.15開爾文。這是氦氣在常規(guī)條件下從氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐?/p>