科普:氫能源,臭氧空洞以及PM2.5的出現和防毒面具的問世

下面讓小編給大家講解一下吧。

為什麼說氫也是一種能源?21世紀最有前途的綠色能源有兩種:一種是氫能,另一種是受控核聚變能。而這兩種能源都與氫元素息息相關。氫有很多優點:首先,氫燃燒熱值高,每千克氫燃燒後的熱量,約為汽油的3倍、酒精的3。9倍、焦炭的4。5倍。其次,氫燃燒的產物是水,對環境無汙染。再次,氫資源豐富,氫氣可以由水製取,而水是地球上最為豐富的資源。最後,氫適用範圍廣,氫燃料電池既可用於汽車、飛機、宇宙飛船,可發電,又可用於分散式電源等其他場合,也可以代替煤氣、暖氣等走進家庭生活。因此,氫能將是一種極為優越的新能源,也是人類長遠的戰略能源。

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為什麼要把氫儲藏在金屬裡?科學家預言,氫燃料將在21世紀全面替代化石燃料,成為人類最重要的能源物質。儲存一般氣體常用加壓液化方法,但氫氣是密度最小、沸點最低的物質,液化起來特別困難。如何儲存氫氣呢?科學家發現,在適當的溫度和壓力下,一些合金,如鎂鎳合金、鎂銅合金等,它們的表面能對氫起催化作用,促使氫氣由分子態變成原子態。這樣,金屬就像海綿吸水那樣,讓氫原子鑽進合金內部儲存起來。一個體積僅0。4立方米的儲氫合金容器,儲存的氫氣卻可達175立方米。使用時,只要設法將氫從金屬中“擠”出來就可以了,隨用隨“擠”,既經濟、安全,又方便、高效。

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為何南極上空有“臭氧空洞”?1985年,英國南極考察站的科學家發現在南極上空已經形成了一個相當於美國國土面積大小的“臭氧空洞”這個“臭氧空洞”到底是如何形成的呢?我們日常使用的電冰箱、空調器中的製冷劑,工業用發泡劑和洗滌劑的主要成分是“氟里昂-11”和“氟里昂-12”。這些物質易揮發,當它們散發到臭氧層中後,在紫外線的照射下,可以分解放出破壞臭氧的“殺手”氯原子,一個氯原子可以殺掉十萬個臭氧分子。除了氟里昂類產品外,氯氧化物、溴氧化物以及汽車排放的尾氣中的氮氧化物都會破壞臭氧分子。以上這些原因造成南極上空的臭氧濃度急劇降低以至出現“臭氧空洞”。

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什麼是PM2。5?PM2。5是指大氣中直徑小於或等於2。5微米的顆粒物也稱為可入肺顆粒物。雖然PM2。5只是地球大氣成分中含量很少的組分,但它對空氣質量和能見度等有重要的影響。PM2。5產生的主要來源是日常發電、工業生產、汽車尾氣排放等過程中經過燃燒而排放的殘留物,大多含重金屬等有毒物質。由於PM2。5粒徑小,含大量有毒有害物質,且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠,對人體健康和大氣環境質量的影響更大。當PM2。5被吸入人體後,會直接進入支氣管,干擾肺部的氣體交換,引發哮喘、支氣管炎和心血管病等疾病。因此,我們對PM2。5的危害不容忽視,在霧霾天氣盡量少出行,出行時要戴上口罩。

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為什麼防毒面具能防毒?科學家為了應付化學武器中各種各樣的毒劑,進行了長期的研究。研究發現,絕大多數毒劑的沸點較高。人所需的氧氣,則沸點很低(-183℃)。物質的沸點低表明構成物質的分子之間的吸引力弱,反之,分子間吸引力就強。針對化學毒劑與氧氣的這一區別,化學家選擇活性炭作為針對大多數毒劑的防毒劑。他們把木材或核桃殼等含碳物質在隔絕空氣的條件下加強熱製成木炭,再把木炭放在水蒸氣里加強熱,除去其孔隙表面附著的油質,增大其表面積。這樣加工戴防毒面目計程車兵處理後的物質就是活性炭。活性炭的表面積很大,1克活性炭的表面積就有1000平方米之多。活性炭跟氣體、液體接觸時,能吸附各種分子,特別是那些分子間吸引力強的有毒分子。於是,能對付大多數毒劑的防毒面具問世了。

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防毒面具(gas mask)是伴隨著化學武器的殺戮而誕生的針對毒氣保護個人呼吸道的一種防護器材,由面罩,導氣管和濾毒罐組成,廣泛應用於石油、化工、礦山、冶金、軍事、消防、搶險救災、衛生防疫和科技環保等領域,在霧霾、光化學煙霧較嚴重的城市也能起到比較重要的個人呼吸系統保護作用。

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今天講的大家都瞭解到了嗎?

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