Presioni i lartë i gjakut në të kaluarën?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-16 16:16

Shumë studiues të pavarur në studimin e teknologjisë kanë pyetje. Një grup prej tyre po studion teknologjitë e mundshme, me kusht që kushtet e tokës në të kaluarën të korrespondonin me të tashmen. Të tjerë sugjerojnë një ndryshim në kushtet tokësore, por nuk lidhen me teknologjitë që ekzistonin në tokë në atë kohë. Dhe nga rruga, kjo temë është interesante.

Pra, një ndryshim në presion sjell një ndryshim në vetitë e të gjitha substancave, reaksionet fizike dhe kimike vazhdojnë në një mënyrë krejtësisht të ndryshme. Teknikat që janë aktualisht në fuqi po bëhen të padobishme ose me pak përdorim, dhe ato që janë joaktive dhe me pak përdorim po bëhen të dobishme.

Ka shumë kërkime mbi teknikat e avancuara në prodhimin e çelikut, tullave (porcelanit), energjisë elektrike dhe shumë lëndëve të tjera. Të gjithë janë të habitur nga rënia që kapërceu kaq shpejt qytetërimin 200-300 vjet më parë.

Çfarë dimë për presionin? Çfarë faktesh kemi? Çfarë teorie dimë?

Dua të filloj me teorinë e Larin. Është teoria e tij se struktura e Tokës është metal-hidrid, e cila është pikënisja në ndërtimin e teorisë se më parë presioni në tokë ishte më i lartë se ai aktual. Ne do të përdorim burime të disponueshme publikisht.

Të gjithë e njohim liqenin Baikal - liqeni më i thellë në botë. Lexoni lajmet kryesore

Hidraton gazin mrekullibërës

Automjetet unike në det të thellë "Mir-1" dhe "Mir-2" bënë rreth 180 zhytje gjatë tre sezoneve të ekspeditës, gjetën shumë gjetje në fund të liqenit Baikal dhe krijuan dhjetëra, e ndoshta edhe qindra. të zbulimeve shkencore.

Udhëheqësi shkencor i ekspeditës "Miry" në liqenin Baikal, Alexander Egorov, beson se zbulimet më të mahnitshme lidhen me format më të papritura të manifestimeve të gazit dhe naftës në fund të liqenit Baikal, të cilat u zbuluan. Punonjësit e Institutit Limnologjik Irkutsk, megjithatë, i zbuluan ato shumë më herët, por nuk ishte e mundur të kuptohej se çfarë ishte, ta shihje atë nga dora e parë.

"Në vitin 2008, gjatë ekspeditës së parë, ne gjetëm struktura të çuditshme bitumi në fund të liqenit Baikal," thotë shkencëtari. - Hidratet e gazit marrin një pjesë të madhe në mekanizmin e formimit të ndërtesave të tilla. Ndoshta, në të ardhmen, e gjithë energjia mund të ndërtohet mbi hidratet e gazit, të cilat do të nxirren nga zonat e thella të detit të oqeanit. Ka edhe fenomene të tilla në Baikal.

Në vitin 2009, një zbulim i rëndësishëm u bë edhe për hidratet e gazit që ekspozohen në fund në një thellësi prej 1400 metrash - vullkani i baltës nënujor Shën Petersburg. Ishte vetëm dalja e tretë në botë pas Gjirit të Meksikës dhe bregdetit pranë Vankuverit.

Një fenomen i pazakontë është se zakonisht hidratet e gazit spërkaten me reshje dhe nuk mund të shihen, gjë që e bën të pamundur studimin e tyre me ndihmën e mjeteve nënujore. Shkencëtarët që pilotojnë Mira arritën ta shihnin atë, ta merrnin dhe të kryenin një studim unik.

“Ne ishim të parët që arritëm të merrnim hidrat gazi në një enë pa presion; më parë, askush tjetër në botë nuk ishte në gjendje ta bënte këtë. Unë mendoj se kjo është një provë për nxjerrjen e hidrateve të gazit nga fundi.

Përveç kësaj, gjatë zhytjeve, para shkencëtarëve ndodhën fenomene të pabesueshme fizike. Flluskat e gazit të bllokuara në kurth papritmas filluan të shndërrohen në hidrat gazi dhe më pas, ndërsa thellësia zvogëlohej, studiuesit mund të vëzhgonin procesin e dekompozimit të tyre.

Ne lexojmë lajme të tjera dhe nxjerrim në pah gjënë kryesore

Pas një zbritjeje tjetër në thellësitë e liqenit Baikal, shkencëtarët filluan ta quajnë fundin e tij të artë. Depozitat e hidrateve të gazit - një lëndë djegëse unike - janë të vendosura në fund dhe në sasi të mëdha. Kjo është vetëm nxjerrja e tyre në tokë është shumë problematike.

Ata nuk u besonin syve kur e panë këtë. Thellësia është 1400 metra. Miras tashmë po përfundonin zhytjen e tyre pranë Olkhon, kur vëmendja e pilotit të batiskafit dhe dy vëzhguesve - shkencëtarë nga Instituti Limnologjik Irkutsk - u tërhoq nga shtresa të pazakonta të shkëmbinjve të fortë. Në fillim menduan se ishte mermer. Por nën argjilë dhe rërë, u shfaq një substancë transparente, shumë e ngjashme me akullin.

Kur shikuam më nga afër, u bë e qartë se këto janë hidrate gazi - një substancë kristalore e përbërë nga ujë dhe gazra metan, një burim hidrokarburesh. Pra, me sytë e tyre, shkencëtarët nuk e kanë parë kurrë atë në liqenin Baikal, megjithëse supozuan se ekzistonte, dhe afërsisht në cilat vende. Mostrat u morën menjëherë me ndihmën e një manipuluesi.

"Kemi shumë vite që punojmë në oqeane duke kërkuar. Ka pasur ekspedita të tilla në të cilat synohej të gjenim. Shpesh gjenim përfshirje të vogla. Por shtresa të tilla… Nuk ka rëndësi se çfarë ishte një copë ari. duke mbajtur në duar në këtë zhytje. Prandaj, për mua ishte fantastike. përshtypjet ", - thotë Evgeny Chernyaev, Hero i Rusisë, pilot i mjetit Mir në det të thellë.

Zbulimi i shkencëtarëve i emocionuar. Mirat ishin këtu verën e kaluar, por nuk gjetën asgjë. Kësaj radhe kemi arritur të shohim edhe vullkane gazi – këto janë vende ku metani del nga fundi i liqenit Baikal. Të tillë gejzerë mund të shihen qartë në fotot e bëra me jehonën.

"Në vitin 2000, ndërsa hetuam në mes të Baikal, gjetëm një strukturë - vullkanin e baltës në Shën Petersburg. Në vitin 2005, ne zbuluam një pishtar gazi rreth 900 metra të lartë në zonën e këtij vullkani balte. Dhe gjatë viteve të fundit, ne kemi vëzhguar ndezje gazi në këtë zonë.", - shpjegon Nikolay Granin, kreu i laboratorit të hidrologjisë të Institutit Limnologjik të Degës Siberiane të Akademisë së Shkencave Ruse, anëtar i ekspeditës "Mira" në liqenin Baikal..

Sipas ekspertëve, hidratet e gazit përmbajnë të njëjtën sasi hidrokarburesh si në të gjitha burimet e eksploruara të naftës dhe gazit. Ata janë duke u kërkuar në të gjithë botën. Për shembull, në Japoni dhe Indi, ku ka mungesë të këtyre mineraleve. Shkencëtarët besojnë se rezervat e hidrateve të gazit në Liqenin Baikal janë pothuajse të njëjta me gazin në fushën e madhe Kovykta në veri të rajonit të Irkutsk.

"Hidratet e gazit janë karburanti i së ardhmes. Askush nuk do ta nxjerrë atë në Baikal. Por ata do të nxirren në oqean. Do të jetë në 10-20 vjet. Do të bëhet karburanti kryesor fosil," Mikhail Grachev, drejtor i Instituti Limnologjik i SB RAS, është i sigurt.

Doli të ishte e pamundur të ngriheshin hidratet e gazit nga fundi i liqenit. Në thellësi të liqenit Baikal, nën presion të lartë dhe në temperatura të ulëta, ato mbeten të ngurta. Duke iu afruar sipërfaqes së liqenit, mostrat shpërthyen dhe u shkrinë.

Brenda pak orësh zhytësit në det të thellë Mir-1 dhe Mir-2 do të bëjnë zhytje të reja në liqenin Baikal. Anëtarët e ekspeditës do të vazhdojnë eksplorimin e tyre të Portës Olkhon. Shkencëtarët janë të sigurt se liqeni i shenjtë ruan shumë sekrete të tjera që ata duhet të zbulojnë.

Le të lexojmë për hidridet e metaleve

Sistemet hidrogjen - metal

Sistemet hidrogjen-metal janë shpesh prototipa në studimin e një numri të vetive fizike themelore. Thjeshtësia ekstreme e vetive elektronike dhe masa e ulët e atomeve të hidrogjenit bëjnë të mundur analizimin e fenomeneve në nivel mikroskopik. Detyrat e mëposhtme konsiderohen:

Rirregullimi i densitetit të elektronit pranë një protoni në një aliazh me përqendrime të ulëta hidrogjeni, duke përfshirë një ndërveprim të fortë elektron-jon

Përcaktimi i ndërveprimit të tërthortë në një matricë metalike përmes shqetësimit të "lëngit elektronik" dhe deformimit të rrjetës kristalore.

Në përqendrime të larta të hidrogjenit, lind problemi i formimit të një gjendjeje metalike në lidhjet me një përbërje jostoichiometrike.

Lidhjet hidrogjen-metal

Hidrogjeni i lokalizuar në intersticat e matricës metalike shtrembëron dobët rrjetën kristalore. Nga pikëpamja e fizikës statistikore realizohet modeli i “gazit grilë” ndërveprues. Me interes të veçantë është studimi i vetive termodinamike dhe kinetike pranë pikave të kalimit fazor. Në temperatura të ulëta, formohet një nënsistem kuantik me një energji të lartë dridhjesh me pikë zero dhe me një amplitudë të madhe zhvendosjeje. Kjo bën të mundur studimin e efekteve kuantike gjatë transformimeve fazore. Lëvizshmëria e lartë e atomeve të hidrogjenit në një metal bën të mundur studimin e proceseve të difuzionit. Një fushë tjetër e kërkimit është fizika dhe kimia fizike e fenomeneve sipërfaqësore të ndërveprimit të hidrogjenit me metalet: prishja e një molekule hidrogjeni dhe adsorbimi në sipërfaqen e hidrogjenit atomik. Me interes të veçantë është rasti kur gjendja fillestare e hidrogjenit është atomike, dhe gjendja përfundimtare është molekulare. Kjo është e rëndësishme kur krijohen sisteme metal-hidrogjen metastabile.

Aplikimi i sistemeve hidrogjen - metal

Pastrimi i hidrogjenit dhe filtrat e hidrogjenit

Metalurgjia e pluhurit

Përdorimi i hidrideve të metaleve në reaktorët bërthamorë si moderatorë, reflektorë etj.

Ndarja e izotopeve

Reaktorët e shkrirjes - nxjerrja e tritiumit nga litiumi

Pajisjet e ndarjes së ujit

Elektrodat e qelizave të karburantit dhe baterisë

Ruajtja e hidrogjenit për motorët e makinave të bazuara në hidride metalike

Pompat e nxehtësisë të bazuara në hidride metalike, duke përfshirë kondicionerët për automjete dhe shtëpi

Konvertuesit e energjisë për termocentralet

Hidridet e metaleve ndërmetalike

Hidridet e komponimeve ndërmetalike përdoren gjerësisht në industri. Shumica e baterive dhe akumulatorëve të rikarikueshëm, për shembull, për telefonat celularë, kompjuterët portativë (laptop), kamerat fotografike dhe video përmbajnë një elektrodë hidride metalike. Këto bateri janë miqësore me mjedisin pasi nuk përmbajnë kadmium.

A mund të lexojmë më shumë për hidridet e metaleve?

Para së gjithash, shpërbërja e hidrogjenit në një metal rezulton të jetë jo një përzierje e thjeshtë e tij me atomet metalike - në këtë rast, hidrogjeni i jep elektronin e tij, të cilin e ka vetëm një, në bankën e zakonshme derrkuc të tretësirës dhe mbetet një proton absolutisht "i zhveshur". Dhe dimensionet e një protoni janë 100 mijë herë (!) më të vogla se dimensionet e çdo atomi, i cili në fund të fundit (së bashku me përqendrimin e madh të ngarkesës dhe masës së një protoni) e lejon atë të depërtojë thellë edhe në shtresën elektronike të atomeve të tjerë. (kjo aftësi e një protoni të zhveshur tashmë është vërtetuar eksperimentalisht). Por duke depërtuar brenda një atomi tjetër, protoni, si të thuash, rrit ngarkesën e bërthamës së këtij atomi, duke rritur tërheqjen e elektroneve ndaj tij dhe duke zvogëluar kështu madhësinë e atomit. Prandaj, shpërbërja e hidrogjenit në një metal, pavarësisht sa paradoksale mund të duket, mund të çojë jo në lirshmërinë e një zgjidhjeje të tillë, por, përkundrazi, në ngjeshjen e metalit fillestar. Në kushte normale (d.m.th., në presion normal atmosferik dhe temperaturë dhome) ky efekt është i papërfillshëm, por në presion dhe temperaturë të lartë është mjaft domethënës.

Siç mund ta kuptoni nga ajo që keni lexuar, ekzistenca e hidrideve është e mundur në kohën tonë.

Reaksionet e vazhdueshme në kushtet ekzistuese konfirmojnë se disa substanca ka shumë të ngjarë të kenë lindur gjatë një periudhe presioni të shtuar në tokë. Për shembull, reagimi i marrjes së hidridit të aluminit. "Për një kohë të gjatë besohej se hidridi i aluminit nuk mund të përftohej nga ndërveprimi i drejtpërdrejtë i elementeve, prandaj, metodat indirekte të mësipërme u përdorën për sintezën e tij. Megjithatë, në vitin 1992, një grup shkencëtarësh rusë kryen një sintezë të drejtpërdrejtë të hidridit. nga hidrogjeni dhe alumini, duke përdorur presion të lartë (mbi 2 GPa) dhe temperaturë (më shumë se 800 K). Për shkak të kushteve shumë të vështira të reaksionit, për momentin metoda ka vetëm një vlerë teorike." Të gjithë e dinë për reagimin e shndërrimit të diamantit në grafit dhe anasjelltas, ku katalizatori është presioni ose mungesa e tij. Për më tepër, çfarë dimë për vetitë e substancave në një presion të ndryshëm? Praktikisht asgjë.

Fatkeqësisht, ne nuk posedojmë ende teorinë e ligjeve që lidhen me ndryshimet në vetitë kimike dhe fizike të substancave në presione të larta, për shembull, nuk ka termodinamikë të presioneve ultra të larta. Në këtë fushë, eksperimentuesit kanë një avantazh të qartë ndaj teoricienëve. Gjatë dhjetë viteve të fundit, praktikuesit kanë qenë në gjendje të tregojnë se në presione ekstreme, ndodhin shumë reagime që nuk janë të realizueshme në kushte normale. Pra, në 4500 bar dhe 800 ° C, sinteza e amoniakut nga elementët në prani të monoksidit të karbonit dhe sulfurit të hidrogjenit vazhdon me një rendiment prej 97%

Por megjithatë, nga i njëjti burim dimë se Faktet e mësipërme tregojnë se presioni ultra i lartë ka një efekt shumë domethënës në vetitë e substancave të pastra dhe të përzierjeve (tretësirave) të tyre. Kemi përmendur këtu vetëm një pjesë të vogël të efekteve të presioni i lartë që ndikon në rrjedhën e reaksioneve kimike (në veçanti, në efektin e presionit në disa ekuilibra fazor.) Një shqyrtim më i plotë i kësaj çështjeje duhet të përfshijë gjithashtu të dhëna për efektin e presionit në viskozitet, vetitë elektrike dhe magnetike të substancave, etj..

Por prezantimi i të dhënave të tilla është përtej qëllimit të kësaj broshure. Me interes të madh është shfaqja e vetive metalike te jometalet në presione tepër të larta. Në thelb, në të gjitha këto raste, bëhet fjalë për ngacmimin e atomeve, duke çuar në shfaqjen e elektroneve të lira në substancën, e cila është karakteristikë e metaleve. Dihet, për shembull, se në 12,900 atm dhe 200 ° (ose 35,000 në dhe temperaturën e dhomës) fosfori i verdhë shndërrohet në mënyrë të pakthyeshme në një modifikim më të dendur - fosfor i zi, i cili shfaq veti metalike që mungojnë në fosforin e verdhë (shkëlqim metalik dhe elektricitet të lartë përçueshmëri). Një vëzhgim i ngjashëm u bë për telurin. Në këtë drejtim, duhet përmendur një fenomen interesant i zbuluar në studimin e strukturës së brendshme të Tokës.

Doli se dendësia e Tokës në një thellësi të barabartë me afërsisht gjysmën e rrezes së Tokës rritet befas. Aktualisht, qindra laboratorë në të gjitha vendet e botës po studiojnë vetitë e ndryshme të substancave në presione tepër të larta. Megjithatë, vetëm 15-20 vjet më parë kishte shumë pak laboratorë të tillë”.

Tani mund t'i shohim krejtësisht ndryshe deklaratat e disa studiuesve për përdorimin e energjisë elektrike në të kaluarën dhe vendet e adhurimit marrin një qëllim praktik. Pse? Me rritjen e presionit, përçueshmëria elektrike e substancës rritet. A mund të jetë kjo substancë ajri? Çfarë dimë për rrufetë? Mendoni se ka pasur pak a shumë prej tyre me presion të shtuar? Dhe nëse shtojmë fushat magnetike të tokës, a nuk do të mund të bënim diçka me shpërthimin e erës (ajrit) të elektrizuar me kupolat e bakrit? Çfarë dimë për këtë? asgjë.

Le të mendojmë, çfarë duhet të jetë toka në një atmosferë të ngritur, cila është përbërja e saj që do të vëzhgonim? A mund të jenë të pranishëm hidridet në shtresat e sipërme të tokës, ose të paktën sa thellë do të shtriheshin nën presion të shtuar? Siç kemi lexuar tashmë, fusha e aplikimit të hidrideve është e gjerë. Nëse supozojmë se në të kaluarën ekzistonte mundësia e nxjerrjes së hidrideve (apo gropa të mëdha të hapura ishin vetëm minierat e hidrideve në të kaluarën?), atëherë metodat e prodhimit të materialeve të ndryshme ishin të ndryshme. Sektori i energjisë gjithashtu do të ishte i ndryshëm. Përveç elektricitetit statik të gjeneruar, do të ishte e mundur të përdoren hidridet e gazit, hidridet metalike në motorët e së kaluarës. Dhe duke pasur parasysh dendësinë e ajrit, pse të mos ekzistojë për vimanas fluturues?

Supozoni se ka ndodhur një katastrofë e një shkalle planetare (mjafton që ajo thjesht të ndryshojë presionin në Tokë) dhe të gjitha njohuritë për natyrën e materies bëhen të padobishme, ndodhin fatkeqësi të shumta të bëra nga njeriu. Me zbërthimin e hidrideve, do të ndodhte një lëshim i mprehtë i hidrogjenit, pas së cilës do të ishte i mundur ndezja e hidrogjenit, metaleve, çdo substance që bëhej e paqëndrueshme në kushte të reja. E gjithë industria që funksionon mirë po shkatërrohet. Djegia e hidrogjenit do të shkaktonte formimin e ujit, avullit (përshëndetje përkrahësve të përmbytjes) Dhe ne e gjejmë veten në të kaluarën 200-300 vjet më parë me tërheqje të tërhequr nga kuajt, me të gjitha eksperimentet dhe zbulimet në kushtet e sapoformuara të botën përreth.

Tani ne i admirojmë monumentet e së kaluarës dhe nuk mund t'i përsërisim ato. Por jo sepse janë budallenj apo budallenj, por sepse në të kaluarën mund të ketë pasur kushte të tjera dhe, rrjedhimisht, metoda të ndryshme për krijimin e tyre.