Бұрынғы қан қысымы жоғары ма?

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-16 16:10

Технологияны зерттеуде көптеген тәуелсіз зерттеушілердің сұрақтары бар. Олардың бір тобы өткендегі жер жағдайы қазіргі заманға сәйкес болған жағдайда мүмкін болатын технологияларды зерттеп жатыр. Басқалары жердегі жағдайды өзгертуді ұсынады, бірақ сол кезде жер бетінде болған технологиялармен сәйкес келмейді. Айтпақшы, бұл тақырып қызықты.

Сонымен қысымның өзгеруі барлық заттардың қасиеттерінің өзгеруіне әкеледі, физикалық және химиялық реакциялар мүлдем басқа жолмен жүреді. Қазіргі уақытта қолданыста болған әдістер жарамсыз немесе аз қолданыссыз болып, ал белсенді емес және аз пайдаланатын әдістер пайдалы болып барады.

Болат, кірпіш (фарфор), электр энергиясы және басқа да көптеген салалардағы озық техникалар туралы көптеген зерттеулер бар. Осыдан 200-300 жыл бұрын өркениетті тез басып кеткен құлдырау барлығын таң қалдырады.

Қысым туралы не білеміз? Бізде қандай фактілер бар? Біз қандай теорияларды білеміз?

Мен Лариннің теориясынан бастағым келеді. Бұл оның Жердің құрылымы метал-гидрид екендігі туралы теориясы, бұл бұрын жердегі қысым қазіргіден жоғары болатын теорияны құрудың бастапқы нүктесі болып табылады. Біз жалпыға қолжетімді дереккөздерді пайдаланамыз.

Бәрімізге белгілі Байкал көлі – әлемдегі ең терең көл. Ең бастысы жаңалықтарды оқыңыз

Ғажайып газды ылғалдандырады

«Мир-1» және «Мир-2» бірегей терең теңіз көліктері экспедицияның үш маусымында 180-ге жуық сүңгуін жасап, Байкал түбінен көптеген олжалар тауып, ондаған, мүмкін, жүздеген көліктерді тудырды. ғылыми жаңалықтар.

Байкалдағы «Миры» экспедициясының ғылыми жетекшісі Александр Егоров ең таңғажайып ашулар Байкал түбінде ашылған газ және мұнай көріністерінің ең күтпеген түрлерімен байланысты деп санайды. Алайда Иркутск лимнологиялық институтының қызметкерлері оларды әлдеқайда ертерек ашты, бірақ оның не екенін түсіну, өз көзімен көру мүмкін болмады.

«2008 жылы бірінші экспедиция кезінде біз Байкал көлінің түбінен таңғажайып битум құрылымдарын таптық», - дейді ғалым. - Мұндай ғимараттардың пайда болу механизмінде газ гидраттары үлкен рөл атқарады. Мүмкін, болашақта барлық энергияны мұхиттың терең теңіз аймақтарынан алынатын газ гидраттарына салуға болады. Байкалда да мұндай құбылыстар бар.

2009 жылы, сондай-ақ 1400 метр тереңдікте түбінде ұшыраған газ гидраттардың маңызды ашылым жасалды - су астындағы балшық жанартауы Санкт-Петербург. Бұл Мексика шығанағы мен Ванкувер маңындағы жағалаудан кейінгі әлемдегі үшінші ағын болды.

Әдеттен тыс құбылыс - әдетте газ гидраттары жауын-шашынмен шашырайды және олар көрінбейді, бұл оларды су астындағы көліктердің көмегімен зерттеу мүмкін емес. «Мира» ұшағын басқарған ғалымдар оны көріп, алып, бірегей зерттеу жүргізе алды.

«Біз бірінші болып қысымсыз контейнерге газ гидраттарын алуға қол жеткіздік, бұған дейін әлемде мұны ешкім жасай алмаған. Менің ойымша, бұл төменнен газ гидраттарын алудың репетициясы.

Сонымен қатар, сүңгуірлер кезінде ғалымдардың көз алдында адам сенгісіз физикалық құбылыстар орын алды. Тұзда ұсталған газ көпіршіктері кенеттен газ гидратына айнала бастады, содан кейін тереңдік азайған сайын зерттеушілер олардың ыдырау процесін бақылай алды.

Біз басқа жаңалықтарды оқып, ең бастысын атап өтеміз

Байкал көлінің қойнауына кезекті рет түскеннен кейін ғалымдар оның түбін алтын деп атай бастады. Газ гидраттарының кен орындары - бірегей отын - ең төменгі және үлкен мөлшерде орналасқан. Оларды құрлыққа шығару өте қиын.

Мұны көрген олар өз көздеріне сенбеді. Тереңдігі 1400 метр. Мирас Ольхон маңында сүңгуін аяқтап жатқан еді, бұл кезде ваннаның ұшқышы мен екі бақылаушының - Иркутск лимнологиялық институтының ғалымдарының назарын қатты жыныстардың ерекше қабаттары аударды. Басында олар мәрмәр деп ойлады. Бірақ саз мен құмның астында мұзға өте ұқсас мөлдір зат пайда болды.

Нақтырақ қарасақ, бұлар газ гидраттары – су мен метан газдарынан тұратын кристалдық зат, көмірсутектердің көзі екені белгілі болды. Сонымен, ғалымдар оны Байкал көлінде ешқашан көрмеген, бірақ олар ол бар деп болжаған және шамамен қандай жерлерде. Сынамалар манипулятордың көмегімен дереу алынды.

Біз көп жылдар бойы мұхиттарда жұмыс істеп, іздеп келеміз. Мақсаты табу болатын осындай экспедициялар болды. Біз жиі шағын қосындыларды кездестірдік. Бірақ мұндай қабаттар … Алтынның қандай болғаны маңызды емес. Бұл сүңгуірде қолымда ұстап тұрдым. Сондықтан мен үшін бұл керемет болды. әсер », - дейді Евгений Черняев, Ресей Батыры, «Мир» терең теңіз көлігінің ұшқышы.

Ғалымдардың ашылуы қатты толқыды. Мирас өткен жазда осында болды, бірақ ештеңе таппады. Бұл жолы біз газ жанартауларын да көрдік - бұл Байкал түбінен метан шығатын жерлер. Мұндай гейзерлерді эхозонатормен түсірілген суреттерден анық көруге болады.

2000 жылы Байкалдың ортасын зерттей келе, біз Санкт-Петербургтегі балшық жанартауының құрылымын таптық. 2005 жылы біз осы балшық жанартауының аймағында биіктігі шамамен 900 метр болатын газ алауын таптық. Және соңғы жылдары., біз бұл аумақта газ алауларын байқадық.», - деп түсіндіреді Ресей ғылым академиясының Сібір филиалы Лимнологиялық институтының гидрология зертханасының меңгерушісі, Байкал көліндегі «Мира» экспедициясының мүшесі Николай Гранин..

Мамандардың айтуынша, газгидраттардың құрамында барланған мұнай мен газдың барлық көздеріндегідей көмірсутек мөлшері бар. Олар бүкіл әлем бойынша іздестіріліп жатыр. Мысалы, Жапония мен Үндістанда бұл пайдалы қазбалар тапшы. Ғалымдардың пайымдауынша, Байкал көліндегі газ гидраттарының қоры Иркутск облысының солтүстігіндегі Ковыкта ірі кен орнындағы газбен бірдей.

"Газгидраттар - болашақтың отыны. Оны ешкім Байкалда өндірмейді. Бірақ олар мұхитта өндіріледі. Ол 10-20 жылдан кейін болады. Ол негізгі қазба отынына айналады", - деді Михаил Грачев. РҒА СБ Лимнологиялық институты, әрине.

Көл түбінен газ гидраттарын көтеру мүмкін емес болып шықты. Байкал көлінің тереңдігінде жоғары қысымда және төмен температурада олар қатты күйінде қалады. Көл бетіне жақындаған үлгілер жарылып, балқып кеткен.

Бірнеше сағаттан кейін Мир-1 және Мир-2 терең теңіз суасты кемелері Байкал көлінде жаңа сүңгуірлер жасайды. Экспедиция мүшелері Ольхон қақпасын барлауды жалғастырады. Ғалымдар киелі көлде әлі де ашуға тура келетін көптеген құпиялар бар екеніне сенімді.

Металл гидридтері туралы оқып көрейік

Сутегі – металл жүйелері

Сутегі-металл жүйелері бірқатар іргелі физикалық қасиеттерді зерттеуде жиі прототиптер болып табылады. Электрондық қасиеттердің өте қарапайымдылығы және сутегі атомдарының аз массасы құбылыстарды микроскопиялық деңгейде талдауға мүмкіндік береді. Келесі міндеттер қарастырылады:

Төмен сутегі концентрациясы бар қорытпадағы протонның жанында электрон тығыздығының қайта реттелуі, соның ішінде күшті электрон-иондық әрекеттесу

Металл матрицадағы жанама әсерлесуді «электрондық сұйықтықтың» бұзылуы және кристалдық тордың деформациясы арқылы анықтау.

Сутегінің жоғары концентрациясында стохиометриялық емес құрамы бар қорытпаларда металдық күйдің пайда болу мәселесі туындайды.

Сутегі-металл қорытпалары

Металл матрицасының аралықтарында локализацияланған сутегі кристалдық торды әлсіз бұрмалайды. Статистикалық физика тұрғысынан өзара әрекеттесетін «торлы газдың» моделі жүзеге асады. Фазалық ауысу нүктелерінің жанында термодинамикалық және кинетикалық қасиеттерді зерттеу ерекше қызығушылық тудырады. Төмен температурада нөлдік нүктелік тербелістердің энергиясы жоғары және орын ауыстырудың үлкен амплитудасы бар кванттық ішкі жүйе түзіледі. Бұл фазалық түрлендірулер кезінде кванттық әсерлерді зерттеуге мүмкіндік береді. Металдағы сутегі атомдарының жоғары қозғалғыштығы диффузиялық процестерді зерттеуге мүмкіндік береді. Зерттеудің тағы бір саласы сутегінің металдармен әрекеттесуінің беттік құбылыстарының физикасы мен физикалық химиясы: сутегі молекуласының ыдырауы және атомдық сутегі бетіндегі адсорбция. Сутегінің бастапқы күйі атомдық, ал соңғы күйі молекулалық болатын жағдай ерекше қызығушылық тудырады. Бұл метатұрақты металл-сутегі жүйелерін құру кезінде маңызды.

Сутегі – металдық жүйелерді қолдану

Сутегін тазарту және сутегі сүзгілері

Ұнтақты металлургия

Металл гидридтерін ядролық реакторларда модераторлар, рефлекторлар және т.б.

Изотоптардың бөлінуі

Термоядролық реакторлар – литийден тритийді алу

Суды диссоциациялау құрылғылары

Жанармай элементі және аккумулятор электродтары

Металл гидридтері негізіндегі автомобиль қозғалтқыштарына арналған сутегі қоймасы

Металл гидридтеріне негізделген жылу сорғылары, соның ішінде көліктер мен үйлерге арналған кондиционерлер

Жылу электр станцияларының энергия түрлендіргіштері

Металларалық металл гидридтері

Металларалық қосылыстардың гидридтері өнеркәсіпте кеңінен қолданылады. Қайта зарядталатын батареялар мен аккумуляторлардың көпшілігінде, мысалы, ұялы телефондар, портативті компьютерлер (ноутбуктар), фото және бейне камералар үшін металл гидридті электрод бар. Бұл батареялар экологиялық таза, өйткені олардың құрамында кадмий жоқ.

Металл гидридтері туралы көбірек оқи аламыз ба?

Біріншіден, сутектің металда еруі оның металл атомдарымен қарапайым араласуы емес болып шығады - бұл жағдайда сутегі өзінің бір ғана электронын ерітіндінің ортақ шошқа банкіне береді және абсолютті «жалаңаш» протон болып қалады. Ал протонның өлшемдері кез келген атомның өлшемдерінен 100 мың есе (!) кіші, бұл сайып келгенде (зарядтың және протонның массасының орасан концентрациясымен бірге) басқа атомдардың электронды қабатына тіпті терең енуге мүмкіндік береді. (жалаңаш протонның бұл қабілеті тәжірибе жүзінде дәлелденген). Бірақ протон басқа атомның ішіне еніп, бұл атом ядросының зарядын арттырады, оған электрондардың тартылуын арттырады және осылайша атомның өлшемін азайтады. Сондықтан сутектің металда еруі қаншалықты кереғар болып көрінсе де, мұндай ерітіндінің борпылдақтығына емес, керісінше, бастапқы металдың тығыздалуына әкелуі мүмкін. Қалыпты жағдайда (яғни, қалыпты атмосфералық қысымда және бөлме температурасында) бұл әсер шамалы, бірақ жоғары қысымда және температурада айтарлықтай маңызды.

Оқығаныңыздан түсінуге болатындай, гидридтердің болуы біздің заманымызда мүмкін.

Қолданыстағы жағдайда жүріп жатқан реакциялар кейбір заттардың жердегі қысымның жоғарылауы кезінде пайда болғанын растайды. Мысалы, алюминий гидридін алу реакциясы. «Ұзақ уақыт бойы элементтердің тікелей әрекеттесуінен алюминий гидридін алу мүмкін емес деп есептелді, сондықтан оны синтездеу үшін жоғарыда аталған жанама әдістер қолданылды. Алайда 1992 жылы ресейлік ғалымдар тобы гидридтің тікелей синтезін жүргізді. сутегі мен алюминийден жоғары қысымды (2 ГПа-дан жоғары) және температураны (800 К-ден астам) пайдалана отырып. Реакцияның өте қатал шарттарына байланысты, қазіргі уақытта әдіс тек теориялық құндылыққа ие. Алмаздың графитке айналу реакциясы туралы барлығы біледі және керісінше, катализатор қысым немесе оның болмауы. Сонымен қатар әртүрлі қысымдағы заттардың қасиеттері туралы не білеміз? Іс жүзінде ештеңе.

Өкінішке орай, бізде жоғары қысымдағы заттардың химиялық және физикалық қасиеттерінің өзгеруімен байланысты заңдар теориясы әлі жоқ, мысалы, өте жоғары қысымның термодинамикасы жоқ. Бұл салада экспериментаторлардың теоретиктерден айқын артықшылығы бар. Соңғы он жыл ішінде тәжірибешілер төтенше қысым кезінде қалыпты жағдайда орындалмайтын көптеген реакциялар болатынын көрсете алды. Сонымен, 4500 бар және 800 ° C температурада көміртегі тотығы мен күкіртті сутегінің қатысуымен элементтерден аммиак синтезі 97% кіріспен жүреді.

Бірақ соған қарамастан, сол көзден біз білеміз: «Жоғарыда келтірілген фактілер ультра жоғары қысымның таза заттар мен олардың қоспаларының (ерітінділерінің) қасиеттеріне өте маңызды әсер ететінін көрсетеді. Біз бұл жерде әсерлердің аз ғана бөлігін атап өттік. химиялық реакциялардың жүруіне әсер ететін жоғары қысым (атап айтқанда, қысымның кейбір фазалық тепе-теңдікке әсері туралы.) Бұл мәселені толығырақ қарастыру сонымен қатар қысымның тұтқырлыққа, заттардың электрлік және магниттік қасиеттеріне және т.б..

Бірақ мұндай деректерді ұсыну бұл брошюраның шеңберінен тыс. Өте жоғары қысымда бейметалдардың металдық қасиеттерінің пайда болуы үлкен қызығушылық тудырады. Негізінде, бұл барлық жағдайларда біз металдарға тән затта бос электрондардың пайда болуына әкелетін атомдардың қозуы туралы айтып отырмыз. Мысалы, 12 900 атм және 200 ° (немесе 35 000 және бөлме температурасында) сары фосфор қайтымсыз тығызырақ модификацияға - қара фосфорға айналатыны белгілі, ол сары фосфорда жоқ металлдық қасиеттерді көрсетеді (металлдық жоғары жылтыр және өткізгіштік). Осыған ұқсас бақылау теллур үшін де жүргізілді. Осы орайда Жердің ішкі құрылымын зерттеу барысында ашылған бір қызық құбылысты айта кеткен жөн.

Жер радиусының шамамен жартысына тең тереңдікте Жердің тығыздығы күрт өсетіні белгілі болды. Қазіргі уақытта әлемнің барлық елдеріндегі жүздеген зертханалар өте жоғары қысымдағы заттардың әртүрлі қасиеттерін зерттейді. Алайда, 15-20 жыл бұрын ғана мұндай зертханалар өте аз болды».

Қазір кейбір зерттеушілердің электр қуатын бұрынғы және ғибадат орындарының практикалық мақсатқа ие болғаны туралы мәлімдемелеріне мүлдем басқаша қарауға болады. Неліктен? Қысым жоғарылаған сайын заттың электр өткізгіштігі артады. Бұл зат ауа болуы мүмкін бе? Найзағай туралы не білеміз? Сіздің ойыңызша, олардың қысымы жоғарылағандар аз немесе көп болды ма? Ал жердің магнит өрістерін қоссақ, мыс күмбездерімен электрленген желдің (ауаның) екпінімен бірдеңе істей алмаймыз ба? Бұл туралы не білеміз? Ештеңе.

Ойланайық, биік атмосферада топырақ қандай болуы керек, оның құрамы қандай екенін байқаймыз? Гидридтер топырақтың үстіңгі қабаттарында болуы мүмкін бе немесе олар қысымның жоғарылауы кезінде қаншалықты тереңдікте орналасады? Жоғарыда оқығанымыздай, гидридтердің қолдану аясы кең. Егер бұрын гидридтерді өндіру мүмкіндігі болған деп есептесек (немесе бұрын үлкен ашық карьерлер гидридтерді өндірумен ғана айналысқан шығар?), Сонда әртүрлі материалдарды өндіру әдістері әртүрлі болды. Энергетика саласы да басқаша болар еді. Өндірілетін статикалық электр энергиясынан басқа, бұрынғы қозғалтқыштарда газ гидридтерін, металл гидридтерін қолдануға болады. Ал ауаның тығыздығын ескере отырып, ұшатын виманалар неге жоқ?

Планетарлық масштабтағы апат орын алды делік (ол үшін Жердегі қысымды өзгерту жеткілікті) және материяның табиғаты туралы барлық білім пайдасыз болып, көптеген техногендік апаттар орын алды. Гидридтердің ыдырауымен сутегінің күрт бөлінуі орын алатын, содан кейін сутегінің, металдардың, жаңа жағдайларда тұрақсыз болған кез келген заттардың тұтануы мүмкін еді. Бүкіл жақсы жұмыс істеп тұрған сала құлдырап жатыр. Сутегінің жануы судың, будың пайда болуына себепші болар еді (су тасқынын қолдаушыларға сәлем) Ал біз өткен 200-300 жыл бұрын аттың тартылуымен, барлық тәжірибелер мен жаңалықтардың жаңадан қалыптасқан жағдайында таптық. қоршаған әлем.

Қазір біз өткеннің ескерткіштеріне сүйсініп, қайталай алмаймыз. Бірақ олар ақымақ немесе ақымақ болғандықтан емес, бұрын басқа жағдайлар болуы мүмкін және сәйкесінше оларды жасаудың әртүрлі әдістері болуы мүмкін.