غاز الهيليوم هو عنصر كيميائي برمز هو والرقم الذري 2. وهو غاز عديم اللون والرائحة والمذاق وغير سام وخامل يتصدر سلسلة الغازات النبيلة في الجدول الدوري. نقاط غليانها وانصهارها هي الأدنى بين جميع العناصر وهي موجودة فقط كغاز إلا في الظروف القاسية. الهيليوم هو ثاني أخف عنصر وثاني أكثر العناصر وفرة في الكون المرئي ، حيث يوجد حوالي 24٪ من إجمالي كتلة العناصر ، أي أكثر من 12 ضعف كتلة كل العناصر الأثقل مجتمعة. في هذا المقال ، سنناقش خصائص غاز الهيليوم واستخداماته وفوائده.
خصائص غاز الهيليوم
يعتبر غاز الهليوم عنصرًا فريدًا للغاية وله العديد من الخصائص المثيرة للاهتمام. أولاً ، إنه غاز عديم اللون والرائحة والمذاق وأخف من الهواء. ثانيًا ، تبلغ درجة غليانها -268.9 درجة مئوية (-452.07 درجة فهرنهايت) ونقطة انصهار تبلغ -272.2 درجة مئوية (-458 درجة فهرنهايت) ، مما يجعلها أبرد سائل على وجه الأرض. ثالثًا ، إنه غير سام وغير قابل للاشتعال ، مما يجعله آمنًا جدًا في الاستخدام. رابعًا ، إنه عنصر مستقر جدًا ولا يتفاعل مع العناصر أو المركبات الأخرى في ظل الظروف العادية. أخيرًا ، يحتوي على أصغر نصف قطر ذري لأي عنصر ، مما يجعل من الصعب اكتشافه أو قياسه.
استخدامات غاز الهليوم
غاز الهيليوم له العديد من التطبيقات الهامة والمفيدة في مختلف المجالات والتي تشمل ما يلي:
البالونات: يشيع استخدام غاز الهليوم لملء بالونات الحفلات والاحتفالات والمناسبات. والسبب في ذلك أن الهيليوم أخف من الهواء ، لذلك يتسبب في أن تطفو البالونات في الهواء. كما أنه أكثر أمانًا من الغازات الأخرى ، حيث إنه غير سام وغير قابل للاشتعال.
التطبيقات الطبية: يستخدم الهيليوم في التطبيقات الطبية ، مثل أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي. في هذه العملية ، يتم استخدام الهيليوم لتبريد المغناطيسات التي تنتج المجال المغناطيسي المستخدم لإنشاء صور للجسم. يستخدم الهيليوم أيضًا في علاجات الجهاز التنفسي للأشخاص الذين يعانون من صعوبات في التنفس ، مثل الربو ومرض الانسداد الرئوي المزمن.
اللحام والقطع: يستخدم غاز الهليوم في تطبيقات اللحام والقطع ، حيث ينتج لهبًا شديد الحرارة يمكن أن يذوب ويقطع المعدن. هذا لأن الهيليوم غاز خامل ، مما يعني أنه لا يتفاعل مع المعدن الذي يتم قطعه أو لحامه.
أنظمة التبريد: يستخدم الهيليوم في أنظمة التبريد ، مثل محطات الطاقة النووية وخوادم الكمبيوتر. في محطات الطاقة النووية ، يستخدم الهيليوم لتبريد المفاعل ومنع ارتفاع درجة حرارته. في خوادم الكمبيوتر ، يُستخدم الهيليوم في تبريد محركات الأقراص الثابتة ، مما يساعد على إطالة عمرها الافتراضي.
البحث العلمي: يستخدم الهيليوم في البحث العلمي ، مثل التجارب التي تتطلب بيئة منخفضة الحرارة. يستخدم الهيليوم أيضًا في كروماتوغرافيا الغاز ، وهي تقنية معملية تستخدم لفصل وتحليل المكونات المختلفة للخليط.
فوائد غاز الهيليوم
بصرف النظر عن التطبيقات المختلفة لغاز الهيليوم ، فإنه يتمتع بالعديد من الفوائد ، والتي تشمل ما يلي:
غير سام وغير قابل للاشتعال: غاز الهليوم غاز آمن للغاية للاستخدام ، حيث أنه غير سام وغير قابل للاشتعال. وهذا يجعلها مثالية للتطبيقات التي تشكل فيها السلامة مصدر قلق.
لهب ذو درجة حرارة عالية: ينتج غاز الهيليوم لهبًا شديد الحرارة ، مما يجعله مفيدًا في تطبيقات اللحام والقطع. كما أنها تستخدم في أجهزة الكشف عن اللهب ، والتي تستخدم للكشف عن الحرائق في المباني والهياكل الأخرى.
خصائص التبريد: يتميز غاز الهيليوم بخصائص تبريد ممتازة مما يجعله مفيدًا في أنظمة التبريد. هذا يساعد على منع ارتفاع درجة الحرارة ويمتد
