তরল হাইড্রোজেন
| |||
| চিত্র:Liquid Hydrogen pour.jpg | |||
| নামসমূহ | |||
|---|---|---|---|
| ইউপ্যাক নাম
তরল হাইড্রোজেন
| |||
| অন্যান্য নাম
হাইড্রোজেন (ক্রায়োজেনিক তরল); হাইড্রোজেন, রেফ্রিজারেটেড তরল; LH2, প্যারা-হাইড্রোজেন
| |||
| শনাক্তকারী | |||
ত্রিমাত্রিক মডেল (জেমল)
|
|||
| সিএইচইবিআই | |||
| কেমস্পাইডার | |||
| ইসি-নম্বর | |||
| কেইজিজি | |||
পাবকেম CID
|
|||
| আরটিইসিএস নম্বর |
| ||
| ইউএনআইআই | |||
| ইউএন নম্বর | ১৯৬৬ | ||
| |||
| |||
| বৈশিষ্ট্য | |||
| H2 | |||
| আণবিক ভর | ২.০২ g·mol−১ | ||
| বর্ণ | বর্ণহীন তরল | ||
| ঘনত্ব | ৭০.৮৫ g/L (৪.৪২৩ lb/cu ft)[১] | ||
| গলনাঙ্ক | −২৫৯.১৪ °সে (−৪৩৪.৪৫ °ফা; ১৪.০১ K)[২] | ||
| স্ফুটনাঙ্ক | −২৫২.৮৭ °সে (−৪২৩.১৭ °ফা; ২০.২৮ K)[২] | ||
| ঝুঁকি প্রবণতা | |||
ইইউ শ্রেণীবিভাগ (ডিএসডি)
|
| ||
| এনএফপিএ ৭০৪ | |||
| ৫৭১ °সে (১,০৬০ °ফা; ৮৪৪ K)[২] | |||
| বিস্ফোরক সীমা | LEL 4.0%; UEL 74.2% (in air)[২] | ||
সুনির্দিষ্টভাবে উল্লেখ করা ছাড়া, পদার্থসমূহের সকল তথ্য-উপাত্তসমূহ তাদের প্রমাণ অবস্থা (২৫ °সে (৭৭ °ফা), ১০০ kPa) অনুসারে দেওয়া হয়েছে। | |||
 যাচাই করুন (এটি কি   ?)
| |||
| তথ্যছক তথ্যসূত্র | |||
তরল হাইড্রোজেন হ'ল মৌলিক পদার্থ হাইড্রোজেন এর তরল অবস্থা। হাইড্রোজেন প্রাকৃতিতে আণবিক H2 আকারে পাওয়া যায়।
তরল হিসাবে উপস্থিত থাকার জন্য H2 কে অবশ্যই তার চরম তাপমাত্রা ৩৩ K এর নীচে শীতল করতে হবে। তবে বায়ুমণ্ডলীয় চাপ এ এটি সম্পূর্ণ তরল অবস্থায় থাকার জন্য H2 কে ২০.২৮ K (−২৫২.৮৭ °সে; −৪২৩.১৭ °ফা) এ শীতল করা দরকার।[৩] তরল হাইড্রোজেন প্রাপ্তির একটি সাধারণ পদ্ধতি কম্প্রেসর এর সাথে জড়িত যা উপস্থিতি এবং নীতি উভয় ক্ষেত্রেই একটি জেট ইঞ্জিনের অনুরূপ। তরল হাইড্রোজেন সাধারণত হাইড্রোজেন স্টোরেজ এর ঘন রূপ হিসাবে ব্যবহৃত হয়। যে কোনও গ্যাসের জন্য তরল হিসাবে সংরক্ষণ করা স্বাভাবিক তাপমাত্রা এবং চাপে গ্যাস হিসাবে সংরক্ষণের চেয়ে কম স্থান নেয়। তবে অন্যান্য সাধারণ জ্বালানীর তুলনায় তরলের ঘনত্ব খুব কম হয়। একবার তরল হয়ে গেলে একে চাপযুক্ত ও তাপীয়ভাবে অপরিবাহী পাত্রে তরল হিসাবে রাখা যেতে পারে।
দুটি হাইড্রোজেনের স্পিন সমাণু রয়েছে; তরল হাইড্রোজেন ৯৯.৭৯% প্যারাহাইড্রোজেন এবং ০.২১% আর্থোহাইড্রোজেন নিয়ে গঠিত।[৩]
ইতিহাস
In 1885, Zygmunt Florenty Wróblewski published hydrogen's critical temperature as 33 K; critical pressure, 13.3 atmospheres; and boiling point, 23 K.
Hydrogen was liquefied by James Dewar in 1898 by using regenerative cooling and his invention, the vacuum flask. The first synthesis of the stable isomer form of liquid hydrogen, parahydrogen, was achieved by Paul Harteck and Karl Friedrich Bonhoeffer in 1929.
হাইড্রোজেনের স্পিন সমাণু
The two nuclei in a dihydrogen molecule can have two different spin states. Parahydrogen, in which the two nuclear spins are antiparallel, is more stable than orthohydrogen, in which the two are parallel. At room temperature, gaseous hydrogen is mostly in the ortho isomeric form due to thermal energy, but an ortho-enriched mixture is only metastable when liquified at low temperature. It slowly undergoes an exothermic reaction to become the para isomer, with enough energy released as heat to cause some of the liquid to boil.[৪] To prevent loss of the liquid during long-term storage, it is therefore intentionally converted to the para isomer as part of the production process, typically using a catalyst such as iron(III) oxide, activated carbon, platinized asbestos, rare earth metals, uranium compounds, chromium(III) oxide, or some nickel compounds.[৪]
ব্যবহারসমূহ
Liquid hydrogen is a common liquid rocket fuel for rocketry applications — both NASA and the United States Air Force operate a large number of liquid hydrogen tanks with an individual capacity up to 3.8 million liters (1 million U.S. gallons).[৫] In most rocket engines fueled by liquid hydrogen, it first cools the nozzle and other parts before being mixed with the oxidizer — usually liquid oxygen (LOX) — and burned to produce water with traces of ozone and hydrogen peroxide. Practical H2–O2 rocket engines run fuel-rich so that the exhaust contains some unburned hydrogen. This reduces combustion chamber and nozzle erosion. It also reduces the molecular weight of the exhaust, which can actually increase specific impulse, despite the incomplete combustion.
 | |
| আরটিইসিএস | MW8900000 |
|---|---|
| পিইএল-ওএসএইচএ | Simple asphyxiant |
| এসিজিআইএইচ টিএলভি-টিডব্লিউএ | Simple asphyxiant |
Liquid hydrogen can be used as the fuel for an internal combustion engine or fuel cell. Various submarines (Type 212 submarine, Type 214 submarine) and concept hydrogen vehicles have been built using this form of hydrogen (see DeepC, BMW H2R). Due to its similarity, builders can sometimes modify and share equipment with systems designed for liquefied natural gas (LNG). However, because of the lower volumetric energy, the hydrogen volumes needed for combustion are large. Unless direct injection is used, a severe gas-displacement effect also hampers maximum breathing and increases pumping losses.
Liquid hydrogen is also used to cool neutrons to be used in neutron scattering. Since neutrons and hydrogen nuclei have similar masses, kinetic energy exchange per interaction is maximum (elastic collision). Finally, superheated liquid hydrogen was used in many bubble chamber experiments.
The first thermonuclear bomb, Ivy Mike, used liquid deuterium (hydrogen-2), for nuclear fusion.
ধর্ম
The product of its combustion with oxygen alone is water vapor (although if its combustion is with oxygen and nitrogen it can form toxic chemicals), which can be cooled with some of the liquid hydrogen. Since water is often considered harmless to the environment, an engine burning it can be considered "zero emissions". In aviation, however, water vapor emitted in the atmosphere contributes to global warming (to a lesser extent than CO2).[৬] Liquid hydrogen also has a much higher specific energy than gasoline, natural gas, or diesel.[৭]
The density of liquid hydrogen is only 70.99 g/L (at 20 K), a relative density of just 0.07. Although the specific energy is more than twice that of other fuels, this gives it a remarkably low volumetric energy density, many fold lower.
Liquid hydrogen requires cryogenic storage technology such as special thermally insulated containers and requires special handling common to all cryogenic fuels. This is similar to, but more severe than liquid oxygen. Even with thermally insulated containers it is difficult to keep such a low temperature, and the hydrogen will gradually leak away (typically at a rate of 1% per day[৭]). It also shares many of the same safety issues as other forms of hydrogen, as well as being cold enough to liquefy, or even solidify atmospheric oxygen, which can be an explosion hazard.
The triple point of hydrogen is at 13.81 K[৩] 7.042 kPa.[৮]
-
Liquid hydrogen bubbles forming in two glass flasks at the Bevatron laboratory, c. 1950s -
A large hydrogen tank in a vacuum chamber at Lewis Research Center in 1967 -
সুরক্ষা
Due to its cold temperatures, liquid hydrogen is a hazard for cold burns. Elemental hydrogen as a liquid is biologically inert and its only human health hazard as a vapor is displacement of oxygen, resulting in asphyxiation. Because of its flammability, liquid hydrogen should be kept away from heat or flame unless ignition is intended.
আরো দেখুন
তথ্যসূত্র
- ↑ Thermophysical Properties of Hydrogen , nist.gov, accessed 2012-09-14
- ↑ ক খ গ ঘ Information specific to liquid hydrogen ওয়েব্যাক মেশিনে আর্কাইভকৃত ২০০৯-০৭-১৭ তারিখে, harvard.edu, accessed 2009-06-12
- ↑ ক খ গ IPTS-1968, iupac.org, accessed 2020-01-01
- ↑ ক খ "Liquefaction of "Permanent" Gases" (PDF of lecture notes)। ২০১১। সংগ্রহের তারিখ ২০১৭-১০-১৬।
- ↑ Flynn, Thomas (২০০৪)। Cryogenic Engineering, Second Edition, Revised and Expanded। CRC Press। পৃষ্ঠা 401। আইএসবিএন 978-0-203-02699-1।
- ↑ Nojoumi, H. (২০০৮-১১-১০)। "Greenhouse gas emissions assessment of hydrogen and kerosene-fueled aircraft propulsion"। International Journal of Hydrogen Energy। 34 (3): 1363–1369। ডিওআই:10.1016/j.ijhydene.2008.11.017।
- ↑ ক খ Hydrogen As an Alternative Fuel ওয়েব্যাক মেশিনে আর্কাইভকৃত ২০০৮-০৮-০৮ তারিখে. Almc.army.mil. Retrieved on 2011-08-28.
- ↑ Cengel, Yunus A. and Turner, Robert H. (2004). Fundamentals of thermal-fluid sciences, McGraw-Hill, p. 78, আইএসবিএন ০-০৭-২৯৭৬৭৫-৬