LICHEFIEREA GAZELOR-APLICATII

Hidrogenul lichid (LH2 sau LH2) este starea lichid a elementului hidrogen, care n stare natural se afl n form molecular H2. Pentru a-l lichefia, H2 trebuie comprimat i r cit la temperatur foarte joas , de 20,28 K (252,87 C). O metod obinuit de lichefiere a hidrogenului este comprimarea ntr-un compresor centrifugal, r cirea sa i destinderea ntr-un turbodetentor, similar cu funcionarea unui motor turboreactor. Ca la orice alt gaz, lichefierea hidrogenului este o form uzual de stocare a sa i este p strat n vase izolate termic, sub presiune.

Hidrogenul lichid, stocat n instalaii criogenice este folosit drept combustibil pentru rachete,motoare cu ardere intern sau pile de combustie. Exemple de aplicaii sunt submarinele de tip 212 sau 214 i diverse prototipuri de maini, ca DeepC, BMW H2R. Sistemele care folosesc LH2 sunt similare cu sistemele care folosesc GPL, ns , datorit densit ii sc zute, volumele sunt mai mari, la fel instalaiile de pompare i injecie. Hidrogenul lichid este folosit i la moderarea neutronilor, deoarece masa atomilor de hidrogen este similar cu a acestora, astfel c transferul de energie cinetic n timpul coliziunilor este maxim.

Azotul lichid este produs industrial n cantit i mari prin distilarea din aerul lichefiat, care este reprezentat de obicei prin cvasi-formula LN2 (dei se scrie mai corect N2(l)). Este un lichid de ... criogenic (foarte rece) care produce deger turi instante la contactul direct cu esuturile vii. Proprietatea lui de a menine temperaturile mult sub temperatura de nghe a apei chiar cnd se evapor (77 K, -196 C sau -320 F)l face extrem de util ntr-o varietate de aplicaii ca refrigerent, printre care: la nghearea i transportul produselor alimentare la criogeneza corpurilor, celulelor reproductive (sperm i ovule) i probe i materiale biologice

n studiul criogenezei pentru demonstraii n educaia tiinific ca r citor pentru senzori senzitivi i amplificatoare de frecven joas n dermatologie, pentru eliminarea posibilelor excrescene canceroase ca r citor pentru suprasolicitarea unei unit i centrale de procesare, a unei unit i de procesare grafic sau a altei componente hardware

Heliul este, dintre toate gazele, cel mai greu de lichefiat, c ci punctul s u de fierbere este de numai 4,2 K. Punctul de topire al heliului variaz cu presiunea mult mai mult dect al celorlalte elemente. La 25,3 atm, punctul de topire al heliului este de 1,13 K; la 140 atm, el este de 4,21 K, la 70 atm este de 50 K, iar la 100 000 atm se poate obine heliu solid, la temperatura camerei. La presiunea atmosferic , punctul de topire al heliului este att de apropiat de 0K, nct este probabil c el nu va putea fi atins. Gazele rare se ntrebuineaz pentru realizarea unei atmosfere inerte n acele procese fizice i chimice n care azotul, folosit de obicei pentru acest scop, nu este destul de inert. Astfel heliul sau argonul se utilizeaz n metalurgia titanului. Becurile electrice cu atmosfer de gaz inert se umplu cu argon brut. Tuburi de desc rcare de forme diferite umplute cu neon (portocaliu intens) i cu argon (albastru) se folosesc pe scar mare pentru firme luminoase. Heliul se mai folosete ca gaz purt tor n cromatografia gaz-lichid, n tehnica temperaturilor foarte joase, sau (n amestec cu 15-21% oxigen) ca gaz de respirat n scufund rile submarine autonome la mari adncimi. Amestecuri de heliu cu neon se utilizeaz n lasere cu gaz.

Substan a He H2 aer N2 O2 CH4 CO2 NH3 H2O

Temperatura Presiunea critic critic (K) (MPa) 5,25 33,2 132 126 154 191 304 406 647 0,23 12,9 3,77 3,39 5,08 4,62 7,38 11,3 22,1

Aerul lichid se obine prin r cirea aerului sub temperatura de 140,7 C i meninere la o presiune de circa 38,4 at. Se fabric prin comprimarea aerului la presiuni mari i destindere adiabatic brusc , ceea ce are drept consecin producerea unei r ciri puternice. Gazul astfel r cit este comprimat din nou la presiune mare i apoi destins pn la presiunea normal . Repetnd succesiv operaiile de mai sus, se realizeaz temperatura i presiunea necesare nceperii lichefierii gazului. Aceasta este principiul metodelor de lichefiere inventate de Carl von Linde i apoi de Georges Claude. Aerul lichid este incolor sau slab colorat n albastru limpede, cu punctul de fierbere de circa 192 C, densitatea de circa 870 kg/m3. Se p streaz n vase Dewar. Materialele introduse n aer lichefiat dobndesc propriet i speciale. Astfel, cauciucul i pierde elasticitatea i devine friabil, iar metalele i micoreaz rezistivitatea. Aerul lichid se utilizeaz n laboratoarele de cercet ri pentru obinerea de temperaturi sc zute. n amestec cu pulbere de c rbune, se poate ntrebuina ca exploziv n lucr ri subterane. Prin distilarea fracionat a aerului lichefiat, se obin oxigen lichid, azot lichid i gaze inerte.