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固態氫
來源:互聯網

固態氫,即在溫度為-252.87℃時,氫氣可轉變成無色的液體;-259.1℃時,可變成雪花狀固體。

簡介

氫氣(分子式:H2)在常壓下的沸點是-252.87℃,熔點是-259.1℃。即在溫度為-252.87℃時,氫氣可轉變成無色的液體;-259.1℃時,液態氫可變成雪花狀固體。

這種雪花狀固體就是固態氫。

性質

液態氫的密度大約為70.8kg/m3,通常算作0.07噸/立方米,密度很小,所以需要很大的容器來存儲。

而固態氫的密度大約為86 kg/ m3 ,即是0.086噸/立方米,只稍高于液態氫,所以應用也不廣泛。

發現過程

詹姆斯·杜瓦( James Dewar)研制了具有巧妙熱力學設計的杜瓦瓶,用液體氮環繞著容器,將壓縮的氫氣冷至-200℃,再讓此超冷的氫膨脹,進一步冷卻。然后將此氫經過管子導回容器,一而再地重復這個循環。

在1898年杜瓦終于冷卻得到了液態氫,并在一年后的1899年首次制得了固態氫。

同素異形體

單質除了氫氣(分子式:H2)外,還有許多同素異形體,其中有些就是以固態存在的。

美國卡內基研究所的地球物理學霍古阿·馬奧博士等人,于1989年將氣態氫成功地制成具有導電性的黑色固態氫,這世界上屬首例。馬奧博士所做的實驗是,將氣態氫置于兩塊金剛石之間的密閉,在-196℃的極低溫下,逐漸加壓至250萬個氣壓,氣態氫逐漸從透明變成褐色,最終成為黑色的超微粒子化的固態氫。

在導電性方面,也從絕緣體逐漸轉為半導體,進而成為導電體。固態氫的研究不僅可以為研究行星提供可貴的資料,而且在超導體應用與火箭燃料研制等方面也有利用價值。

參考資料 >

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