Comment liquéfier l'hydrogène

L'hydrogène est un gaz à température et pression standard et est l'élément le plus commun dans l'univers. Cependant, l'hydrogène libre est extrêmement rare sur la Terre car il évapore si facilement dans l'espace. L'hydrogène liquide est le plus souvent utilisé comme un carburant de fusée où il est brûlé avec de l'oxygène liquide et il a également des applications en cryogénie comme liquide de refroidissement. L'hydrogène liquide est aussi un moyen utile de stockage et de transport de l'hydrogène, car il prend moins de place que ce fait comme un gaz. Le gaz hydrogène peut être liquéfié en appliquant les bonnes combinaisons de pression et de refroidissement.

Instructions

  1. Identifier la température critique pour l'hydrogène comme 33 degrés Kelvin. Ceci est la température maximale à laquelle l'hydrogène peut être un liquide, peu importe combien la pression est. Le processus de liquéfaction de l'hydrogène doit donc obtenir ci-dessous de 33 degrés Kelvin.

  2. Déterminer la pression critique de l'hydrogène comme environ 13 atmosphères (atm). Ceci est la pression minimale nécessaire pour maintenir un atome d'hydrogène liquide à sa température critique. Ces points critiques fournissent les paramètres pour maintenir l'hydrogène liquide.

  3. Examiner le processus de refroidissement régénératif. Cette méthode met sous pression de gaz et lui permet de se développer. Cela permet au gaz de prendre la chaleur de son environnement, de refroidissement ainsi. Le gaz est ensuite passé à travers un échangeur de chaleur qui refroidit le gaz, la compression de ce fait. Ce processus est répété jusqu'à ce que le gaz se refroidit suffisamment pour liquéfier.

  4. Appliquer le processus de refroidissement régénératif pour liquéfier l'hydrogène en tant que premier réalisé par James Dewar en 1898. pressuriser l'hydrogène à 180 atm et pré-refroidir avec de l'azote liquide. Permettre à l'hydrogène se développer grâce à une vanne qui est également refroidi par de l'azote liquide.

  5. Répétez l'étape 4 jusqu'à ce que les liquéfie hydrogène. L'expérience de Dewar a abouti à environ 20 centimètres cubes (CCS) de l'hydrogène liquide, qui était d'environ 1 pour cent de l'hydrogène dans l'expérience.

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