ऑक्सीजन प्लग- यह एक उपकरण है, जो रासायनिक प्रतिक्रिया का उपयोग करके जीवित जीवों द्वारा उपभोग के लिए उपयुक्त ऑक्सीजन का उत्पादन करता है। यह तकनीक रूस और नीदरलैंड के वैज्ञानिकों के एक समूह द्वारा विकसित की गई थी। कई देशों में बचाव सेवाओं द्वारा, हवाई जहाजों और आईएसएस जैसे अंतरिक्ष स्टेशनों पर भी इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इस विकास का मुख्य लाभ कॉम्पैक्टनेस और हल्कापन है।

अंतरिक्ष में ऑक्सीजन मोमबत्ती

आईएसएस पर ऑक्सीजन एक बहुत ही महत्वपूर्ण संसाधन है। लेकिन क्या होगा यदि किसी दुर्घटना या आकस्मिक खराबी के दौरान ऑक्सीजन आपूर्ति प्रणाली सहित जीवन समर्थन प्रणालियाँ काम करना बंद कर दें? जहाज पर मौजूद सभी जीवित जीव सांस नहीं ले पाएंगे और मर जाएंगे। इसलिए, विशेष रूप से ऐसे मामलों के लिए, सीधे शब्दों में कहें तो अंतरिक्ष यात्रियों के पास रासायनिक ऑक्सीजन जनरेटर की काफी प्रभावशाली आपूर्ति है; ऑक्सीजन मोमबत्तियाँ. ऐसा उपकरण कैसे काम करता है और अंतरिक्ष में इसका उपयोग कैसे किया जाता है, इसे फिल्म "अलाइव" में सामान्य शब्दों में दिखाया गया था।

हवाई जहाज़ में ऑक्सीजन कहाँ से आती है?

विमान रसायन-आधारित ऑक्सीजन जनरेटर का भी उपयोग करते हैं। यदि बोर्ड पर दबाव पड़ता है या कोई अन्य खराबी आती है, तो प्रत्येक यात्री के पास एक ऑक्सीजन मास्क गिर जाएगा। मास्क 25 मिनट तक ऑक्सीजन का उत्पादन करेगा, जिसके बाद रासायनिक प्रतिक्रिया बंद हो जाएगी।

यह कैसे काम करता है?

ऑक्सीजन प्लगअंतरिक्ष में इसमें पोटेशियम परक्लोरेट या क्लोरेट होता है। अधिकांश हवाई जहाज बेरियम पेरोक्साइड या सोडियम क्लोरेट का उपयोग करते हैं। अन्य अनावश्यक तत्वों को ठंडा करने और साफ करने के लिए एक इग्निशन जनरेटर और एक फिल्टर भी है।

यह आविष्कार सांस लेने के लिए ऑक्सीजन जनरेटर से संबंधित है और इसका उपयोग व्यक्तिगत उपयोग के लिए श्वास उपकरण में किया जा सकता है, जिसका उपयोग आपातकालीन स्थितियों में किया जाता है, उदाहरण के लिए आग बुझाते समय। लंबी अवधि के संचालन के दौरान ऑक्सीजन उत्पादन की दर को कम करने और विश्वसनीयता बढ़ाने के लिए, एक पायरोकेमिकल ऑक्सीजन जनरेटर जिसमें संक्रमण इग्निशन तत्वों, एक आरंभिक उपकरण, थर्मल इन्सुलेशन और एक फिल्टर सिस्टम के साथ ठोस ऑक्सीजन स्रोत के दबाए गए ब्लॉक होते हैं, एक धातु में रखा जाता है। ऑक्सीजन के लिए एक आउटलेट पाइप से सुसज्जित मामले में, ठोस स्रोत समानांतर चतुर्भुज के रूप में ऑक्सीजन को अवरुद्ध करता है, जबकि सोडियम क्लोरेट, कैल्शियम पेरोक्साइड और मैग्नीशियम की संरचना का उपयोग ऑक्सीजन के ठोस स्रोत के रूप में किया जाता है। संक्रमणकालीन इग्निशन तत्व मैग्नीशियम के साथ कैल्शियम पेरोक्साइड के मिश्रण से तैयार किए जाते हैं और गोलियों के रूप में या तो अंत में या किनारे के किनारे में दबाए जाते हैं, और ब्लॉक स्वयं परतों में और प्रत्येक परत में ज़िगज़ैग तरीके से रखे जाते हैं . 1 ज़ेड. पी. एफ-ली, 2 बीमार.

यह आविष्कार सांस लेने के लिए ऑक्सीजन जनरेटर से संबंधित है और इसका उपयोग व्यक्तिगत उपयोग के लिए श्वास उपकरण में किया जा सकता है, जिसका उपयोग आपातकालीन स्थितियों में किया जाता है, उदाहरण के लिए आग बुझाते समय।

पाइरोकेमिकल ऑक्सीजन जनरेटर एक उपकरण है जिसमें एक आवास होता है, जिसके अंदर एक संरचना होती है जो स्व-प्रचारित पाइरोकेमिकल प्रक्रिया के माध्यम से ऑक्सीजन जारी करने में सक्षम होती है: एक ऑक्सीजन मोमबत्ती, मोमबत्ती का दहन शुरू करने के लिए एक इग्निशन डिवाइस, शुद्ध करने के लिए एक फिल्टर सिस्टम विदेशी अशुद्धियों और धुएं से निकलने वाली गैस, और थर्मल इन्सुलेशन। आउटलेट पाइप के माध्यम से, पाइपलाइन के माध्यम से खपत बिंदु तक ऑक्सीजन की आपूर्ति की जाती है।

अधिकांश ज्ञात ऑक्सीजन जनरेटर में, स्पार्क प्लग एक बेलनाकार मोनोब्लॉक के रूप में बनाया जाता है। ऐसी मोमबत्ती का जलने का समय 15 मिनट से अधिक नहीं होता है। जनरेटर का लंबा संचालन कई ब्लॉकों (तत्वों) का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है ताकि उनके सिरे स्पर्श करें। जब एक ब्लॉक का दहन समाप्त हो जाता है, तो थर्मल आवेग मोमबत्ती के अगले तत्व का दहन शुरू कर देता है, और इसी तरह जब तक कि यह पूरी तरह से समाप्त न हो जाए। अधिक विश्वसनीय प्रज्वलन के लिए, एक मध्यवर्ती इग्निशन आतिशबाज़ी रचना को आवेग प्राप्त करने वाले तत्व के अंत में दबाया जाता है, जिसमें मोमबत्ती की मुख्य संरचना की तुलना में अधिक ऊर्जा और थर्मल आवेग के प्रति अधिक संवेदनशीलता होती है।

ज्ञात पाइरोकेमिकल ऑक्सीजन जनरेटर सोडियम क्लोरेट, बेरियम पेरोक्साइड, लौह और बाइंडर्स, या सोडियम क्लोरेट और एक उत्प्रेरक से युक्त उत्प्रेरक प्रकार क्लोरेट मोमबत्तियों पर काम करते हैं, उदाहरण के लिए सोडियम या पोटेशियम ऑक्साइड या पेरोक्साइड। ज्ञात रासायनिक जनरेटर ऑक्सीजन छोड़ते हैं दर 4 लीटर/मिनट से कम नहीं, जो किसी व्यक्ति की शारीरिक आवश्यकता से कई गुना अधिक है। ज्ञात रचनाओं के साथ, ऑक्सीजन उत्पादन की कम दर हासिल नहीं की जा सकती है। स्पार्क प्लग ब्लॉक के व्यास को कम करते समय, अर्थात। जलने वाले अग्र भाग का क्षेत्र, जिससे गति में कमी हो सकती है, मोमबत्ती जलने की क्षमता खो देती है। मोमबत्ती की कार्यक्षमता को बनाए रखने के लिए, संरचना में ईंधन के अनुपात को बढ़ाकर ऊर्जा में बदलाव की आवश्यकता होती है, जिससे दहन दर में वृद्धि होती है और तदनुसार, ऑक्सीजन रिलीज की दर में वृद्धि होती है।

एक ज्ञात जनरेटर में संक्रमणकालीन इग्निशन तत्वों, एक आरंभिक उपकरण, थर्मल इन्सुलेशन और ऑक्सीजन के लिए एक आउटलेट पाइप के साथ धातु आवास में एक फिल्टर सिस्टम के साथ एक ठोस ऑक्सीजन स्रोत के दबाए गए ब्लॉक होते हैं। इस जनरेटर में ऑक्सीजन प्लग में सोडियम क्लोरेट और सोडियम ऑक्साइड और पेरोक्साइड की संरचना होती है और इसमें अलग-अलग बेलनाकार ब्लॉक होते हैं जो अपने सिरों पर एक दूसरे के संपर्क में होते हैं। संक्रमणकालीन इग्निशन तत्वों को प्रत्येक ब्लॉक के अंत में दबाया जाता है और यह एल्यूमीनियम और आयरन ऑक्साइड से बने होते हैं। कुछ ब्लॉकों में घुमावदार आकार होता है, जिससे उन्हें यू-आकार, यू-आकार की रेखा, सर्पिल आदि में रखना संभव हो जाता है।

ऑक्सीजन उत्पादन की उच्च दर के कारण, जनरेटर के दीर्घकालिक संचालन को सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक ऑक्सीजन मोमबत्ती का कुल वजन बढ़ जाता है। उदाहरण के लिए, एक प्रोटोटाइप जनरेटर को 1 घंटे तक चलाने के लिए लगभग 1.2 किलोग्राम वजन वाली मोमबत्ती की आवश्यकता होती है। उच्च उत्पादन गति के कारण थर्मल इन्सुलेशन बढ़ाने की आवश्यकता भी होती है, जो जनरेटर के वजन में अतिरिक्त वृद्धि के साथ भी जुड़ा हुआ है।

घुमावदार (कोणीय) ब्लॉकों का निर्माण करना कठिन होता है और इनमें यांत्रिक शक्ति कम होती है: वे मोड़ पर आसानी से टूट जाते हैं, जिससे टूटने पर दहन बंद हो जाता है, अर्थात। जनरेटर के दीर्घकालिक निरंतर संचालन की विश्वसनीयता कम करें।

आविष्कार का उद्देश्य जनरेटर के दीर्घकालिक संचालन के दौरान ऑक्सीजन उत्पादन की दर को कम करना और विश्वसनीयता बढ़ाना है।

यह इस तथ्य से प्राप्त होता है कि एक पाइरोकेमिकल ऑक्सीजन जनरेटर जिसमें संक्रमणकालीन इग्निशन तत्वों, एक आरंभिक उपकरण, थर्मल इन्सुलेशन और एक फिल्टर सिस्टम के साथ एक ठोस ऑक्सीजन स्रोत के दबाए गए ब्लॉक होते हैं, ऑक्सीजन के लिए एक आउटलेट पाइप से सुसज्जित धातु आवास में रखा जाता है, इसमें ब्लॉक होते हैं पैरेललपिपेड के रूप में एक ठोस ऑक्सीजन स्रोत का, जबकि सोडियम क्लोरेट, कैल्शियम पेरोक्साइड और मैग्नीशियम की संरचना का उपयोग ऑक्सीजन के ठोस स्रोत के रूप में किया जाता है; संक्रमणकालीन इग्निशन तत्वों को मैग्नीशियम के साथ कैल्शियम पेरोक्साइड के मिश्रण से तैयार किया जाता है और एक टैबलेट के रूप में या तो ब्लॉक के अंत में या साइड फेस में दबाया जाता है, और ब्लॉक स्वयं परत दर परत और प्रत्येक में ज़िगज़ैग तरीके से रखे जाते हैं परत।

चित्र 1 एक पाइरोकेमिकल जनरेटर, सामान्य दृश्य दिखाता है। जनरेटर में एक धातु आवास 1 है, जिसके अंत में एक आरंभिक उपकरण 2 है। आवास के ऊपरी किनारे पर ऑक्सीजन आउटलेट के लिए एक पाइप 3 है। ठोस ऑक्सीजन स्रोत के ब्लॉक 4 को परतों में रखा गया है और झरझरा सिरेमिक से बने गास्केट 5 द्वारा एक दूसरे से और आवास की दीवारों से अलग किया गया है। धातु की जाली 6 को ब्लॉकों की ऊपरी परत की पूरी सतह और शरीर के ऊपरी किनारे पर रखा जाता है, जिसके बीच एक बहुपरत फिल्टर 7 होता है।

अंजीर में. चित्र 2 जनरेटर में ठोस ऑक्सीजन स्रोत ब्लॉकों की एक परत बिछाने का आरेख दिखाता है। दो प्रकार के ब्लॉकों का उपयोग किया गया था - ब्लॉक के अंत में एक दबाए गए संक्रमण इग्निशन गोली 9 के साथ लंबे 4 और साइड दीवार में एक संक्रमण इग्निशन गोली के साथ छोटे 8।

आरंभिक उपकरण 2 चालू होने पर जनरेटर सक्रिय हो जाता है, जिससे इग्निशन कंपोजिशन 10 प्रज्वलित होता है और मोमबत्ती का पहला ब्लॉक जलता है। दहन मोर्चा मोमबत्ती के शरीर के साथ लगातार चलता रहता है, संक्रमणकालीन इग्निशन टैबलेट 9 के माध्यम से संपर्क के बिंदुओं पर ब्लॉक से ब्लॉक तक चलता रहता है। मोमबत्ती के दहन के परिणामस्वरूप, ऑक्सीजन निकलती है। परिणामी ऑक्सीजन प्रवाह सिरेमिक 5 के छिद्रों से होकर गुजरता है, जहां यह आंशिक रूप से ठंडा होता है और फिल्टर सिस्टम में प्रवेश करता है। धातु की जाली और फिल्टर से गुजरते हुए, इसे अतिरिक्त रूप से ठंडा किया जाता है और अवांछित अशुद्धियों और धुएं से मुक्त किया जाता है। सांस लेने के लिए उपयुक्त शुद्ध ऑक्सीजन पाइप 3 के माध्यम से निकलती है।

ऑक्सीजन उत्पादन की दर, आवश्यकताओं के आधार पर, वजन अनुपात NaClO 4 CaO 2 Mg 1 (0.20-0.24) में ऑक्सीजन के ठोस स्रोत की संरचना को बदलते हुए, 0.7 से 3 एल/मिनट की सीमा में बदला जा सकता है। 0.04-0.07) और 1 (0.1-0.2) के वजन अनुपात में इग्निशन तत्वों CaO 2 एमजी की संरचना। ठोस ऑक्सीजन स्रोत ब्लॉकों की एक परत का दहन 1 घंटे तक चलता है यदि लंबे समय तक संचालन आवश्यक है, तो दहन को पहले के समानांतर स्थित अगली परत में एक छोटे ब्लॉक 11 का उपयोग करके स्थानांतरित किया जाता है। जलने के एक घंटे के लिए मोमबत्ती के तत्वों का कुल वजन 300 ग्राम है; कुल ताप उत्सर्जन लगभग 50 किलो कैलोरी/घंटा है।

प्रस्तावित जनरेटर में, समानांतर चतुर्भुज तत्वों के रूप में एक ऑक्सीजन मोमबत्ती एक दूसरे से उनके कनेक्शन को सरल बनाती है और सघन और कॉम्पैक्ट पैकेजिंग की अनुमति देती है। कठोर बन्धन और समानांतर चतुर्भुज ब्लॉकों की गतिशीलता का उन्मूलन एक श्वास तंत्र के हिस्से के रूप में परिवहन और उपयोग के दौरान उनकी सुरक्षा सुनिश्चित करता है, और इस प्रकार जनरेटर के दीर्घकालिक संचालन की विश्वसनीयता बढ़ जाती है।

1. पाइरोकेमिकल ऑक्सीजन जेनरेटर जिसमें संक्रमणकालीन इग्निशन तत्वों, एक आरंभिक उपकरण, थर्मल इन्सुलेशन और एक फिल्टर सिस्टम के साथ एक ठोस ऑक्सीजन स्रोत के दबाए गए ब्लॉक होते हैं, जो ऑक्सीजन के लिए एक आउटलेट पाइप से सुसज्जित धातु आवास में रखा जाता है, इसकी विशेषता यह है कि एक ठोस के ब्लॉक ऑक्सीजन स्रोत समानांतर चतुर्भुज के रूप में बनाए जाते हैं, इस मामले में, सोडियम क्लोरेट, कैल्शियम और मैग्नीशियम पेरोक्साइड की एक संरचना, और संक्रमणकालीन इग्निशन तत्व - मैग्नीशियम के साथ कैल्शियम पेरोक्साइड का मिश्रण - ऑक्सीजन के ठोस स्रोत के रूप में उपयोग किया जाता है और स्थित होता है ब्लॉक के अंत या किनारे पर।

2. दावे 1 के अनुसार एक ऑक्सीजन जनरेटर, जिसकी विशेषता यह है कि ठोस ऑक्सीजन स्रोत के ब्लॉक परत दर परत और प्रत्येक परत में ज़िगज़ैग तरीके से रखे जाते हैं।

ऑक्सीजन(लैटिन ऑक्सीजनियम, ग्रीक ऑक्सीस सॉर और गेनाओ से - मैं जन्म देती हूं) ओह, रसायन। तत्व VI जीआर. आवधिक सिस्टम, पर. एन। 8, पर. मी. 15.9994. प्रकृति K. में तीन स्थिर समस्थानिक होते हैं: 16 O (99.759%), 17 O (0.037%) और 18 O (0.204%) परमाणु के बाहरी इलेक्ट्रॉन कोश का विन्यास 2s 2 2p; आयनीकरण ऊर्जा O° : O + : O 2+ क्रमशः बराबर हैं। 13.61819, 35.118 ईवी; पॉलिंग इलेक्ट्रोनगेटिविटी 3.5 (एफ के बाद सबसे अधिक इलेक्ट्रोनगेटिव तत्व); इलेक्ट्रॉन आत्मीयता 1.467 eV; सहसंयोजक त्रिज्या 0.066 एनएम। K अणु द्विपरमाणुक है। K का एक एलोट्रोपिक संशोधन भी है। ओजोनओ 3. O 2 अणु में अंतरपरमाणु दूरी 0.12074 एनएम है; O 2 12.075 eV की आयनीकरण ऊर्जा; इलेक्ट्रॉन बन्धुता 0.44 eV; पृथक्करण ऊर्जा 493.57 kJ/mol, पृथक्करण स्थिरांक के आर=पी ओ 2 /पी ओ2 1.662 है. 10 -1 1500 K पर, 1.264. 3000 K पर 10 -2, 5000 K पर 48.37; O 2 की आयनिक त्रिज्या (समन्वय संख्या कोष्ठक में दर्शाई गई है) 0.121 एनएम (2), 0.124 एनएम (4), 0.126 एनएम (6) और 0.128 एनएम (8)। जमीनी अवस्था (ट्रिप्लेट) में ओ 2 अणु के दो वैलेंस इलेक्ट्रॉन एंटीबॉडी ऑर्बिटल्स में स्थित होते हैंपी एक्सऔर पी y, युग्मित नहीं हैं, जिसके कारण K. अनुचुंबकीय (एकता, अनुचुंबकीय गैस, होमोन्यूक्लियर डायटोमिक अणुओं से युक्त) है; दाढ़ पत्रिका. गैस संवेदनशीलता 3.4400. 10 (293 K), पेट के साथ विपरीत रूप से भिन्न होता है। टी-रे (क्यूरी का नियम)। O 2 की दो दीर्घकालिक उत्तेजित अवस्थाएँ हैं - सिंगलेट 1डी जी (उत्तेजना ऊर्जा 94.1 केजे/मोल, जीवनकाल 45 मिनट) और सिंगलेट (उत्तेजना ऊर्जा 156.8 केजे/मोल)। के.-नायब. पृथ्वी पर एक सामान्य तत्व. वायुमंडल में द्रव्यमान के अनुसार 23.10% (आयतन के अनुसार 20.95%) मुक्त है। के., क्रमशः जलमंडल और स्थलमंडल में। 85.82 और 47% बाध्य पोटेशियम। 1,400 से अधिक खनिज ज्ञात हैं, जिनमें दहन, क्षय और श्वसन सहित ऑक्सीकरण के परिणामस्वरूप वातावरण में पोटेशियम की हानि की भरपाई पौधों द्वारा पोटेशियम की रिहाई से होती है। प्रकाश संश्लेषण के दौरान. K. उन सभी पदार्थों का हिस्सा है जिनसे जीवित जीवों का निर्माण होता है; मानव शरीर में लगभग होते हैं। 65%. गुण। के.-रंगहीन गंधहीन और स्वादहीन गैस। टी. किप. 90.188 K, त्रिक बिंदु तापमान 54.361 K; घना 273 K पर और सामान्य दबाव 1.42897 g/l, घनत्व। (किलो/एम3 में) 300 K पर: 6.43 (0.5 एमपीए), 12.91 (1 एमपीए), 52.51 (4 एमपीए); टी क्रिटिकल 154.581 के, आरक्रेते 5.043 एमपीए, डी क्रिट 436.2 किग्रा/मीटर 3; सी 0 पी 29.4 जे/(मोल. को); डी एच 0 आईएसपी 6.8 केजे/मोल (90.1 के); एसहे 299 205.0 जेडएमओएल. . के) 273 के पर; एच 205.2 3 10 -7 पा. एस (298 के)। द्रव K. का रंग नीला है; घना 1.14 ग्राम/सेमी 3 (90.188 के); सी ओ पी 54.40 जे/(मोल. को); तापीय चालकता 0.147 Wdm. के) (90 के, 0.1 एमपीए); एच 1,890. 10 -2 पा. साथ; जी 13.2. 10 -5 एन/एम (90 के), तापमान निर्भरता स्तरजी = -38.46. 10 -3 (1 - टी/154.576) 11/9 एन/एम; रा 1,2149 (एल =546.1 एनएम; 100 के); गैर प्रवाहकीय; दाढ़ पत्रिका. संवेदनशीलता 7.699. 10 -3 (90.1 K). ठोस K. कई ​​में मौजूद है। क्रिस्टलीय संशोधन. 23.89 K से नीचे, शरीर-केन्द्रित a-रूप स्थिर है। रम-बीच, ग्रिड (21 K और 0.1 MPa पर ए= 0.55 एनएम, बी = 0.382 एनएम, एस=0.344 एनएम, घनत्व। 1.46 ग्राम/सेमी 3), 23.89-43.8 K- परबी - षट्कोण, क्रिस्टलीय के साथ फार्म। झंझरी (28 के और 0.1 एमपीए पर ए= 0.3307 एनएम, एस = 1.1254 एनएम), 43.8 K से ऊपर हैजी - घन आकार जाली ( ए= 0.683 एनएम);डी बहुरूपी संक्रमणों का H°जी : बी 744 जे/मोल (43.818 के),बी ० ए 93.8 जे/मोल (23.878 के); तीन बिंदुबी-जी- गैसीय K.: तापमान 283 K, दबाव 5.0 GPa;डी एच ओ एमपी 443 जे/मोल; घनत्व की तापमान निर्भरता का स्तर घ= 1.5154-0.004220टी ग्राम/सेमी 3 (44 54 के),ए-, बी- और जी- हे 2 हल्के नीले क्रिस्टल। संशोधन p प्रतिलौहचुंबकीय है,ए और जी पैरामैग्नेटिक, उनका चुंबक। संवेदनशीलता सम्मान. 1,760. 10 -3 (23.7 K) और 1.0200. 10 -5 (54.3 K). 298 K पर और दबाव 5.9 GPa तक बढ़ने पर, K क्रिस्टलीकृत हो जाता है, जिससे गुलाबी रंग का हेक्साजेन बनता है।बी -रूप ( ए = 0.2849 एनएम, सी = 1.0232 एनएम), और जब दबाव 9 जीपीए तक बढ़ जाता है, तो एक नारंगी हीरे का आकार।इ -फॉर्म (9.6 जीपीए पर ए=0.42151 एनएम, बी= 0.29567 एनएम, साथ=0.66897 एनएम, घनत्व 2.548 ग्राम/सेमी 3). एटीएम पर के. की आर-रेट। दबाव और 293 K (सेमी 3 / सेमी 3 में): पानी में 0.031, इथेनॉल 0.2201, मेथनॉल 0.2557, एसीटोन 0.2313; पानी में पीएच मान 373 K 0.017 सेमी 3 / सेमी 3; पीएच मान 274 K पर (मात्रा के अनुसार % में): पेरफ्लूरोब्यूटाइलटेट्राहाइड्रोफुरन 48.5, पेरफ्लूरोडेकेलिन 45.0, पेरफ्लूरो-एल-मिथाइलडेकालिन 42.3 में। K के लिए अच्छे ठोस अवशोषक प्लैटिनम काले और सक्रिय चारकोल हैं। पिघली हुई उत्कृष्ट धातुएँ। राज्य अवशोषण का मतलब है. के. की संख्या, उदा. 960 डिग्री सेल्सियस पर चांदी की एक मात्रा ~22 मात्रा K. को अवशोषित करती है, जो कि ठंडा होने पर, यह लगभग पूरी तरह से निकल जाता है। बहुत से लोगों में K को अवशोषित करने की क्षमता होती है। ठोस धातुएँ और ऑक्साइड, और नॉनस्टोइकोमेट्रिक धातुएँ बनती हैं। सम्बन्ध। के. में उच्च रसायन होता है गतिविधि, एक यौगिक का निर्माण। हे, ने और आर को छोड़कर सभी तत्वों के साथ। रसायन विज्ञान में एटम के. कॉन. आमतौर पर इलेक्ट्रॉन प्राप्त करता है और नकारात्मक होता है। प्रभावी आरोप. ऐसे यौगिक जिनमें इलेक्ट्रॉन K परमाणु से दूर चले जाते हैं, अत्यंत दुर्लभ हैं (उदाहरण के लिए, OF 2)। Au, Pt, Xe और Kr को छोड़कर, सरल पदार्थों के साथ, K सामान्य परिस्थितियों में या गर्म होने पर, साथ ही उपस्थिति में सीधे प्रतिक्रिया करता है। उत्प्रेरक. हैलोजन के साथ अभिक्रियाएँ विद्युत के प्रभाव में सम्पन्न होती हैं। निर्वहन या यूवी विकिरण। F2 को छोड़कर सभी सरल पदार्थों वाले क्षेत्रों में, K एक ऑक्सीकरण एजेंट है। मोल. K. के तीन अलग-अलग रूप हैं। आयनिक रूप, जिनमें से प्रत्येक यौगिकों के एक वर्ग को जन्म देता है: O - 2 - सुपरऑक्साइड, O 2 2- - पेरोक्साइड (देखें) अकार्बनिक पेरोक्साइड यौगिक, कार्बनिक पेरोक्साइड यौगिक),ओ + 2 - डाइअॉॉक्सिनिल यौगिक।ओजोन ओजोनाइड्स बनाती है, जिसमें आयनिक रूप K.-O - 3 है। O2 अणु Fe, Co, Mn, Cu के कुछ परिसरों से एक कमजोर लिगैंड के रूप में जुड़ता है। इन कनेक्शनों के बीच. हीमोग्लोबिन महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह गर्म रक्त वाले जानवरों के शरीर में रक्त का परिवहन करता है। K. के साथ R-tions, ऊर्जा की तीव्र रिहाई के साथ, कहलाते हैं। जलता हुआ।बातचीत एक बड़ी भूमिका निभाती है. के. धातुओं से युक्त। नमी-एटीएम. धातु का क्षरण,और साँसजीवित जीव और क्षय। सड़न के परिणामस्वरूप, जटिल संगठन। मृत जानवरों और पौधों के पदार्थ सरल पदार्थों में बदल जाते हैं और अंततः CO2 और पानी में बदल जाते हैं। K हाइड्रोजन के साथ प्रतिक्रिया करके पानी बनाता है और बड़ी मात्रा में ऊष्मा (286 kJ प्रति मोल H2) छोड़ता है। कमरे के तापमान पर, उपस्थिति में प्रवाह बेहद धीमा होता है। उत्प्रेरक - पहले से ही 80-100 डिग्री सेल्सियस पर अपेक्षाकृत तेज़ी से (इस समाधान का उपयोग ओ 2 अशुद्धियों से एच 2 और अक्रिय गैसों को शुद्ध करने के लिए किया जाता है)। 550 डिग्री सेल्सियस से ऊपर, ओ 2 के साथ एच 2 की प्रतिक्रिया एक विस्फोट के साथ होती है। I जीआर के तत्वों से. अधिकतम. K के साथ आसानी से प्रतिक्रिया करते हैं। Rb और Cs, जो हवा में स्वतः ही प्रज्वलित हो जाते हैं, K, Na और Li K के साथ प्रतिक्रिया करते हैं। अधिक धीरे-धीरे, उपस्थिति में प्रतिक्रिया तेज हो जाती है। जल वाष्प। जब क्षार धातुओं (Li को छोड़कर) को K वायुमंडल में जलाया जाता है, तो पेरोक्साइड M 2 O 2 और सुपरऑक्साइड MO 2 बनते हैं। K उपसमूह IIa के तत्वों के साथ अपेक्षाकृत आसानी से प्रतिक्रिया करता है, उदाहरण के लिए, Ba 20-25 ° C पर हवा में प्रज्वलित हो सकता है, Mg और Be 500 ° C से ऊपर प्रज्वलित हो सकता है; इन मामलों में समाधान के उत्पाद ऑक्साइड और पेरोक्साइड हैं। उपसमूह IIb K के तत्वों के साथ बातचीत। बड़ी कठिनाई के साथ, K. का Zn, Cd और Hg के साथ समाधान केवल उच्च तापमान पर होता है (चट्टानों को जाना जाता है जिनमें Hg मौलिक रूप में निहित होता है)। Zn और Cd की सतहों पर, उनके ऑक्साइड की मजबूत फिल्में बनती हैं, जो धातुओं को आगे ऑक्सीकरण से बचाती हैं। तत्व III जीआर. गर्म होने पर ही K के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, जिससे ऑक्साइड बनते हैं। कॉम्पैक्ट धातुएँ Ti, Zr, और Hf कार्बन की क्रिया के प्रति प्रतिरोधी हैं। यह कार्बन के साथ प्रतिक्रिया करके CO 2 बनाती है और ऊष्मा (394 kJ/mol) छोड़ती है; अनाकार कार्बन के साथ, प्रतिक्रिया मामूली हीटिंग के साथ होती है, हीरे और ग्रेफाइट के साथ - 700 डिग्री सेल्सियस से ऊपर। K. केवल 1200°C से ऊपर नाइट्रोजन के साथ प्रतिक्रिया करके NO बनाता है, जो बाद में K. द्वारा कमरे के तापमान पर पहले से ही NO 2 में आसानी से ऑक्सीकृत हो जाता है। सफेद फास्फोरस कमरे के तापमान पर हवा में स्वतःस्फूर्त दहन के लिए प्रवण होता है। तत्व VI जीआर. S, Se, और Te मध्यम ताप पर ध्यान देने योग्य दर से पोटेशियम के साथ प्रतिक्रिया करते हैं। डब्ल्यू और मो का ध्यान देने योग्य ऑक्सीकरण 400 डिग्री सेल्सियस से ऊपर देखा जाता है, सीआर - बहुत अधिक तापमान पर। K. ऑर्ग को तीव्रता से ऑक्सीकृत करता है। सम्बन्ध। तरल ईंधन और दहनशील गैस का दहन हाइड्रोकार्बन के साथ कार्बन की प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप होता है।
रसीद।इंडस्ट्री में के. मिलता है वायु पृथक्करण,चौ. गिरफ्तार. निम्न-तापमान सुधार विधि द्वारा। औद्योगिक उत्पादन के दौरान इसका उत्पादन H2 के साथ भी किया जाता है। पानी का इलेक्ट्रोलिसिस. वे गैसीय तकनीक का उत्पादन करते हैं। के. (92-98% ओ 2), टेक। (पहली कक्षा 99.7% ओ 2, दूसरी कक्षा 99.5% और तीसरी कक्षा 99.2%) और तरल (99.7% O2 से कम नहीं)। के. का उत्पादन औषधीय प्रयोजनों ("चिकित्सा") के लिए भी किया जाता है ऑक्सीजन"99.5% O2 युक्त)। सीमित स्थानों (पनडुब्बी, अंतरिक्ष यान, आदि) में सांस लेने के लिए K. के ठोस स्रोतों का उपयोग करें, जिनकी क्रिया स्व-प्रसार एक्सो-थर्मल पर आधारित है। वाहक K. (क्लोरेट या परक्लोरेट) और ईंधन के बीच r-tion। उदाहरण के लिए, NaClO 3 (80%), Fe पाउडर (10%), BaO 2 (4%) और ग्लास फाइबर (6%) का मिश्रण सिलेंडर में दबाया जाता है; इस तरह जलने के बाद ऑक्सीजनमोमबत्ती 0.15-0.2 मिमी/सेकेंड की गति से जलती है, जिससे 240 लीटर/किलोग्राम की मात्रा में शुद्ध, सांस लेने योग्य कार्बन निकलता है (देखें)। आतिशबाज़ी गैस स्रोत). प्रयोगशाला में K. गर्म करने पर अपघटन द्वारा प्राप्त किया जाता है। ऑक्साइड (जैसे HgO) या ऑक्सीजन युक्तलवण (उदाहरण के लिए, KClO 3, KMnO 4), साथ ही NaOH के जलीय घोल का इलेक्ट्रोलिसिस। हालाँकि, अधिकतर वे औद्योगिक उपयोग करते हैं। के., दबाव सिलेंडरों में आपूर्ति की गई।
परिभाषा।उदाहरण के लिए, गैसों में K. की सांद्रता हाथ से पकड़े जाने वाले गैस विश्लेषक का उपयोग करके निर्धारित की जाती है। बड़ा विश्लेषण किए गए नमूने की ज्ञात मात्रा को विलयनों में से O2 को अवशोषित करने के बाद बदलने की एक विधि - कॉपर-अमोनिया, पायरोगैलोल, NaHSO 3, आदि। गैसों में K के निरंतर निर्धारण के लिए, स्वचालित थर्मोमैग्नेटिक उच्च चुंबकीय पर आधारित गैस विश्लेषक अक्रिय गैसों या हाइड्रोजन (1% से कम) में K. की छोटी सांद्रता निर्धारित करने के लिए स्वचालित का उपयोग करें। थर्मोकेमिकल, इलेक्ट्रोकेमिकल, गैल्वेनिक और अन्य गैस विश्लेषक। इसी उद्देश्य के लिए, वर्णमिति का उपयोग किया जाता है। रंगहीन के ऑक्सीकरण पर आधारित विधि (मुगदान उपकरण का उपयोग करके)। अमोनिया कॉम्प्लेक्स Cu(I) को चमकीले रंग के यौगिक में बदलें। Cu(II). उदाहरण के लिए, पानी में घुले K. को वर्णमिति द्वारा भी निर्धारित किया जाता है। कम इंडिगो कारमाइन के ऑक्सीकरण के दौरान लाल रंग के निर्माण से। संगठन में. कॉन. अक्रिय गैस के प्रवाह में विश्लेषण किए गए पदार्थ के उच्च तापमान पायरोलिसिस के बाद K को CO या CO 2 के रूप में निर्धारित किया जाता है। स्टील और मिश्र धातुओं में पोटेशियम की सांद्रता निर्धारित करने के लिए इलेक्ट्रोकेमिकल रसायनों का उपयोग किया जाता है। ठोस इलेक्ट्रोलाइट (स्थिर ZrO 2) वाले सेंसर। यह सभी देखें गैस विश्लेषण, गैस विश्लेषक.
आवेदन पत्र। K. का उपयोग ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में किया जाता है: धातु विज्ञान में - कच्चा लोहा और स्टील को गलाने में (ब्लास्ट फर्नेस में, ऑक्सीजन कनवर्टरऔर खुले चूल्हे का उत्पादन), अलौह धातुओं के शाफ्ट, फ्लैश और कनवर्टर गलाने की प्रक्रियाओं में; रोलिंग उत्पादन में; धातुओं की अग्नि पृथक्करण के दौरान; फाउंड्री उत्पादन में; थर्माइट वेल्डिंग और धातुओं को काटने के लिए; रसायन शास्त्र में और पेट्रोकेमिकल एचएनओ 3, एच 2 एसओ 4, मेथनॉल, एसिटिलीन के उत्पादन के लिए उद्योग; फॉर्मेल्डिहाइड, ऑक्साइड, पेरोक्साइड, आदि। K. का उपयोग चिकित्सा के साथ-साथ औषधीय प्रयोजनों के लिए भी किया जाता है ऑक्सीजन-श्वास. उपकरण (अंतरिक्ष यान में, पनडुब्बियों पर, उच्च ऊंचाई वाली उड़ानों के दौरान, पानी के नीचे और बचाव कार्यों के दौरान)। रॉकेट ईंधन के लिए तरल कार्बन ऑक्सीडाइज़र; इसका उपयोग प्रयोगशाला में शीतलक के रूप में, ब्लास्टिंग कार्यों में भी किया जाता है। अभ्यास। संयुक्त राज्य अमेरिका में के. उत्पादन 10.75 बिलियन मी 3 (1985) है; धातु विज्ञान में, उत्पादित कार्बन का 55% रासायनिक उद्योग में खपत होता है; क्षमा करें - 20%। K. गैर-विषाक्त और गैर-ज्वलनशील है, लेकिन दहन का समर्थन करता है। जब तरल कार्बन के साथ मिलाया जाता है, तो सभी हाइड्रोकार्बन विस्फोटक हो जाते हैं। तेल, सीएस 2. अधिकतम. थोड़ी घुलनशील ज्वलनशील अशुद्धियाँ जो तरल कार्बन में ठोस अवस्था में बदल जाती हैं (उदाहरण के लिए, एसिटिलीन, प्रोपलीन, सीएस 2) खतरनाक हैं। तरल K में अधिकतम अनुमेय सामग्री: एसिटिलीन 0.04 सेमी 3 /ली, सीएस 2 0.04 सेमी 3 /ली, तेल 0.4 मिलीग्राम/लीटर। गैसीय K. को 15 और 20 एमपीए के दबाव पर छोटे (0.4-12 लीटर) और मध्यम (20-50 लीटर) क्षमता के स्टील सिलेंडरों के साथ-साथ बड़ी क्षमता वाले सिलेंडरों (32 पर 80-1000 लीटर) में संग्रहित और परिवहन किया जाता है। और 40 एमपीए), तरल के. देवार जहाजों में या विशेष में। टैंक. तरल एवं गैसीय द्रवों के परिवहन के लिए भी विशेष उपकरणों का प्रयोग किया जाता है। पाइपलाइन. ऑक्सीजनसिलेंडरों को नीले रंग से रंगा गया है और उन पर काले अक्षरों में लिखा है " ऑक्सीजन" . पहली बार, K. को अपने शुद्ध रूप में 1771 में K. शीले द्वारा प्राप्त किया गया था। उनसे स्वतंत्र रूप से, K. को 1774 में जे. प्रिस्टले द्वारा प्राप्त किया गया था। 1775 में, A. लावोइसियर ने स्थापित किया कि K. हवा का एक घटक है , और बहुवचन में निहित है। बहुत खूब। लिट..ग्लिज़मायेंको डी.एल., रसीद ऑक्सीजन, 5वां संस्करण, एम., 1972; रज़ूमोव्स्की एस.डी., ऑक्सीजन-मौलिकरूप और गुण, एम., 1979; थर्मोडायनामिक गुण ऑक्सीजन, एम., 1981. हां. डी. ज़ेलवेन्स्की.

उपयोग: आपातकालीन स्थितियों में जीवन समर्थन प्रणालियों में ऑक्सीजन प्राप्त करने के लिए। आविष्कार का सार: आतिशबाज़ी की संरचना में 87 - 94 wt.% NaClO 3 और 6 - 13 wt.% Cu 2 S. O 2 आउटपुट 231 - 274 l/kg, दहन क्षेत्र में तापमान 520 - 580 o C शामिल हैं। 1 टेबल.

आविष्कार ठोस रचनाओं से गैसीय ऑक्सीजन प्राप्त करने के क्षेत्र से संबंधित है जो एक संकीर्ण दहन क्षेत्र में संरचना के घटकों के बीच होने वाली आत्मनिर्भर थर्मोकैटलिटिक प्रतिक्रिया के कारण ऑक्सीजन उत्पन्न करता है। ऐसी रचनाओं को ऑक्सीजन मोमबत्तियाँ कहा जाता है। उत्पन्न ऑक्सीजन का उपयोग जीवन समर्थन प्रणालियों और प्रेषण सेवाओं की आपातकालीन स्थितियों में किया जा सकता है। ऑक्सीजन के ज्ञात आतिशबाज़ी स्रोत, तथाकथित ऑक्सीजन या क्लोरेट मोमबत्तियाँ, में तीन मुख्य घटक होते हैं: ऑक्सीजन वाहक, ईंधन और उत्प्रेरक। क्लोरीन मोमबत्तियों में, ऑक्सीजन वाहक सोडियम क्लोरेट होता है, जिसकी सामग्री 80-93 की सीमा में होती है। % ईंधन कार्बन डाइऑक्साइड के साथ लौह धातु पाउडर है। उत्प्रेरक का कार्य धातु ऑक्साइड और पेरोक्साइड द्वारा किया जाता है, उदाहरण के लिए MgFeO 4। ऑक्सीजन आउटपुट 200-260 लीटर/किलोग्राम की सीमा में है। ईंधन के रूप में धातु युक्त क्लोरेट मोमबत्तियों के दहन क्षेत्र में तापमान 800 डिग्री सेल्सियस से अधिक है। आविष्कार के सबसे करीब वह संरचना है जिसमें ऑक्सीजन वाहक के रूप में सोडियम क्लोरेट, 92% ईंधन, 1:1 के अनुपात में सिलिकॉन के साथ एक मैग्नीशियम मिश्र धातु शामिल है। (3 wt.), और उत्प्रेरक के रूप में, 1:4 के अनुपात में तांबे और निकल ऑक्साइड का मिश्रण। इस संरचना से ऑक्सीजन की उपज 265 5 लीटर/किग्रा है। दहन क्षेत्र में तापमान 850-900 डिग्री सेल्सियस है। ज्ञात संरचना का नुकसान दहन क्षेत्र में उच्च तापमान है, जिसमें जनरेटर के डिजाइन को जटिल बनाने की आवश्यकता होती है, ऑक्सीजन को ठंडा करने के लिए एक विशेष हीट एक्सचेंजर की शुरूआत होती है। जलती हुई धातु के कणों की चिंगारी से जनरेटर आवास में आग लगने की संभावना, दहन क्षेत्र के पास तरल चरण (पिघल) की मात्रा की अधिकता की उपस्थिति, जिससे ब्लॉक का विरूपण होता है और धूल की मात्रा में वृद्धि होती है . आविष्कार का उद्देश्य उच्च ऑक्सीजन उपज को बनाए रखते हुए संरचना के दहन क्षेत्र में तापमान को कम करना है। यह इस तथ्य से प्राप्त होता है कि संरचना में ऑक्सीजन वाहक के रूप में सोडियम क्लोरेट और ईंधन और उत्प्रेरक के रूप में कॉपर सल्फाइट (Cu 2 S) होता है। रचना के घटकों को निम्नलिखित अनुपात में लिया जाता है, वजन। सोडियम क्लोरेट 87-94; कॉपर सल्फाइड 6-13. कॉपर सल्फाइड को ईंधन और उत्प्रेरक के रूप में उपयोग करने की संभावना उत्प्रेरक क्रिया के एक विशेष तंत्र पर आधारित है। प्रतिक्रिया के दौरान, कॉपर सल्फाइड के दोनों घटक ऊष्माक्षेपी रूप से ऑक्सीकृत होते हैं:

Cu 2 S + 2.5O 2 CuSO 4 + CuO + 202.8 kcal। यह प्रतिक्रिया स्व-प्रसार प्रक्रिया के लिए ऊर्जा की आपूर्ति करती है। Cu 2 S (1.27 kcal/g) के दहन की विशिष्ट एन्थैल्पी लोहे के दहन की विशिष्ट एन्थैल्पी (1.76 kcal/g) से बहुत भिन्न नहीं है। अधिकांश ऊर्जा सल्फाइड सल्फर के सल्फेट में ऑक्सीकरण से आती है और तांबे के ऑक्सीकरण से केवल एक छोटा सा हिस्सा आता है। कॉपर सल्फाइड लोहे और मैग्नीशियम धातु पाउडर की तुलना में अधिक प्रतिक्रियाशील है, इसलिए मुख्य एक्सोथर्मिक प्रतिक्रिया 500 डिग्री सेल्सियस के अपेक्षाकृत कम तापमान पर काफी तेज़ी से हो सकती है। दहन क्षेत्र में कम तापमान इस तथ्य से भी सुनिश्चित होता है कि कॉपर सल्फाइड और उसके दोनों ऑक्सीकरण उत्पाद कॉपर ऑक्साइड सोडियम क्लोरेट के अपघटन के लिए प्रभावी उत्प्रेरक हैं। डीटीए डेटा के अनुसार, शुद्ध सोडियम क्लोरेट, जब 10 o C/min की दर से गर्म किया जाता है, तो 6 wt की उपस्थिति में, 480-590 o C पर NaCl और O 2 में विघटित हो जाता है। Cu 2 S 260-360 o C पर, और 12 wt की उपस्थिति में। 390-520 डिग्री सेल्सियस पर CuO। Cu 2 S पाउडर को 520-580 डिग्री सेल्सियस के दहन क्षेत्र में उच्च फैलाव और कम तापमान की विशेषता है। परिणामी ऑक्सीजन में सीएल 2, कार्बन यौगिक और न्यूनतम जैसी हानिकारक अशुद्धियाँ नहीं होती हैं SO 2 की मात्रा 0, 55 kg/m3 से अधिक नहीं।

दावा

ऑक्सीजन के उत्पादन के लिए आतिशबाज़ी की तकनीकी संरचना, जिसमें सोडियम क्लोरेट और एक तांबा यौगिक शामिल है, इसकी विशेषता यह है कि तांबे के यौगिक के रूप में इसमें घटकों की निम्नलिखित सामग्री के साथ तांबा सल्फाइड होता है, wt.%:

ऑक्सीजन हवा में निहित है. वातावरण की प्रकृति. इसके गुण. अन्य मोमबत्ती दहन उत्पाद। कार्बोनिक एसिड, इसके गुण

हम पहले ही देख चुके हैं कि मोमबत्ती जलाने से प्राप्त पानी से हाइड्रोजन और ऑक्सीजन प्राप्त की जा सकती है। आप जानते हैं कि हाइड्रोजन मोमबत्ती से आती है, और ऑक्सीजन, आपका मानना ​​है, हवा से आती है। लेकिन इस मामले में, आपको मुझसे यह पूछने का अधिकार है: "ऐसा क्यों है कि हवा और ऑक्सीजन एक मोमबत्ती को समान रूप से अच्छी तरह से नहीं जलाते हैं?" यदि आपके पास ताजा याद है कि जब मैंने सिंडर को ऑक्सीजन के जार से ढक दिया था, तो आपको याद होगा कि यहां दहन हवा की तुलना में पूरी तरह से अलग तरीके से हुआ था। तो सौदा क्या है? यह एक बहुत ही महत्वपूर्ण प्रश्न है, और मैं इसे समझने में आपकी सहायता करने की पूरी कोशिश करूंगा; इसका सीधा संबंध वायुमंडल की प्रकृति के प्रश्न से है और इसलिए यह हमारे लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है।

हमारे पास इसमें मौजूद कुछ पदार्थों को जलाने के अलावा, ऑक्सीजन को पहचानने के कई तरीके हैं। आपने देखा है कि मोमबत्ती ऑक्सीजन और हवा में कैसे जलती है; आपने देखा कि फॉस्फोरस हवा और ऑक्सीजन में कैसे जलता है; आपने देखा कि लोहा ऑक्सीजन में कैसे जलता है। लेकिन, ऑक्सीजन को पहचानने के इन तरीकों के अलावा, अन्य भी हैं, और मैं आपके अनुभव और आपके ज्ञान का विस्तार करने के लिए उनमें से कुछ का विश्लेषण करूंगा। उदाहरण के लिए, यहाँ ऑक्सीजन वाला एक बर्तन है। मैं आपको इस गैस की मौजूदगी साबित करूंगा। मैं एक सुलगता हुआ टुकड़ा लूँगा और उसे ऑक्सीजन में डालूँगा। पिछली बातचीत से आप पहले से ही जानते हैं कि क्या होगा: एक जार में डाला गया एक सुलगता हुआ टुकड़ा आपको दिखाएगा कि इसमें ऑक्सीजन है या नहीं। खाओ! ये हमने जलकर साबित किया.

यहां ऑक्सीजन को पहचानने का एक और तरीका है, जो बहुत ही रोचक और उपयोगी है। यहां मेरे पास दो जार हैं, प्रत्येक में गैस भरी हुई है। इन्हें एक प्लेट से अलग किया जाता है ताकि ये गैसें आपस में न मिलें। मैं प्लेट हटाता हूं, और गैसों का मिश्रण शुरू होता है: प्रत्येक गैस उस जार में रेंगती हुई प्रतीत होती है जहां दूसरी स्थित है। "तो यहाँ क्या हो रहा है?" आप पूछते हैं, "वे मिलकर उस प्रकार का दहन उत्पन्न नहीं करते जैसा हमने मोमबत्ती से देखा।" लेकिन देखिए कि इस दूसरे पदार्थ के साथ संयोजन से ऑक्सीजन की उपस्थिति कैसे पहचानी जा सकती है।

यह कैसी शानदार रंगीन गैस निकली। यह मुझे ऑक्सीजन की उपस्थिति का संकेत देता है। इस परीक्षण गैस को साधारण हवा के साथ मिलाकर भी यही प्रयोग किया जा सकता है। यहाँ हवा वाला एक जार है - जिस प्रकार की मोमबत्ती जलती है - और यहाँ इस परीक्षण गैस वाला एक जार है। मैंने उन्हें पानी के ऊपर मिश्रित होने दिया, और यह परिणाम है: परीक्षण जार की सामग्री हवा के साथ जार में प्रवाहित होती है, और आप बिल्कुल वैसी ही प्रतिक्रिया घटित होते हुए देखते हैं। इससे साबित होता है कि हवा में ऑक्सीजन है, यानी वही पदार्थ जो हम मोमबत्ती जलाकर प्राप्त पानी से पहले ही निकाल चुके हैं।

लेकिन फिर भी, मोमबत्ती हवा में उतनी अच्छी तरह क्यों नहीं जलती जितनी ऑक्सीजन में? अब हम उस तक पहुंचेंगे। यहाँ मेरे पास दो जार हैं; वे समान स्तर तक गैस से भरे हुए हैं, और वे एक जैसे दिखते हैं। सच कहूँ तो, अब मुझे यह भी नहीं पता कि इनमें से किस डिब्बे में ऑक्सीजन है और किसमें हवा, हालाँकि मुझे पता है कि वे पहले से ही इन्हीं गैसों से भरे हुए थे। लेकिन हमारे पास एक परीक्षण गैस है, और अब मैं यह पता लगाऊंगा कि क्या इस गैस को लाल करने की क्षमता में दोनों जार की सामग्री के बीच कोई अंतर है। मैंने परीक्षण गैस को एक डिब्बे में डाल दिया। देखो क्या होता है. जैसा कि आप देख सकते हैं, यहां लालिमा है, जिसका मतलब है कि यहां ऑक्सीजन है। आइए अब दूसरा जार आज़माएँ। जैसा कि आप देख सकते हैं, लाली उतनी स्पष्ट नहीं है जितनी पहले जार में थी।

फिर एक अजीब बात होती है: यदि दूसरे जार में दो गैसों के मिश्रण को पानी से अच्छी तरह हिलाया जाता है, तो लाल गैस अवशोषित हो जाती है; यदि आप परीक्षण गैस के दूसरे हिस्से को अंदर जाने देते हैं और जार को फिर से हिलाते हैं, तो लाल गैस का अवशोषण दोहराया जाएगा; और इसे तब तक जारी रखा जा सकता है जब तक ऑक्सीजन मौजूद है, जिसके बिना यह घटना असंभव है। अगर मैं हवा को अंदर आने दूं, तो चीजें नहीं बदलेंगी; लेकिन जैसे ही मैं पानी डालता हूं, लाल गैस गायब हो जाती है; और मैं इस तरह से अधिक से अधिक गैस परीक्षण जारी रख सकता हूं जब तक कि मेरे पास जार में कुछ ऐसा न रह जाए जो हवा और ऑक्सीजन को रंगीन करने वाले पदार्थ के मिलाने से रंगीन न हो जाए। क्या बात क्या बात? आप समझते हैं कि हवा में ऑक्सीजन के अलावा कुछ और भी है, और वह बाकी में रहता है। अब मैं जार में थोड़ी और हवा डालूंगा, और यदि यह लाल हो जाता है, तो आपको पता चल जाएगा कि वहां अभी भी कुछ मात्रा में रंगीन गैस बची हुई है और इसलिए, यह इसकी कमी नहीं है जो इस तथ्य को स्पष्ट करती है कि सभी नहीं हवा का उपयोग हो गया।

इससे आपको यह समझने में मदद मिलेगी कि मैं क्या कहने जा रहा हूं। आपने देखा कि जब मैंने फॉस्फोरस को जार में जलाया, और परिणामस्वरूप फॉस्फोरस और ऑक्सीजन का धुआं जम गया, तो काफी मात्रा में गैस अप्रयुक्त रह गई, जैसे कि हमारी परीक्षण गैस ने कुछ अप्रभावित छोड़ दिया। और वास्तव में, प्रतिक्रिया के बाद, यह गैस बनी रही, जो फॉस्फोरस या रंगीन गैस से नहीं बदलती है। यह गैस ऑक्सीजन नहीं है, लेकिन फिर भी, यह वायुमंडल का एक अभिन्न अंग है।

यह हवा को उन दो पदार्थों में विभाजित करने का एक तरीका है जिनमें यह शामिल है, अर्थात्, ऑक्सीजन में, जो हमारी मोमबत्तियाँ, फास्फोरस और बाकी सब कुछ जलाता है, और इस अन्य पदार्थ में - नाइट्रोजन, जिसमें वे नहीं जलते हैं। हवा में इस दूसरे घटक की मात्रा ऑक्सीजन से कहीं अधिक है।

यदि आप इसका अध्ययन करें तो यह गैस एक बहुत ही दिलचस्प पदार्थ साबित होती है, लेकिन आप शायद कह सकते हैं कि यह बिल्कुल भी दिलचस्प नहीं है। कुछ मायनों में यह सच है: यह कोई शानदार दहन प्रभाव प्रदर्शित नहीं करता है। यदि आप इसे जलती हुई खपच्ची से परीक्षण करते हैं, जैसा कि मैंने ऑक्सीजन और हाइड्रोजन का परीक्षण किया है, तो यह न तो हाइड्रोजन की तरह जलेगा, न ही ऑक्सीजन की तरह खपच्ची को जलाएगा। इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि मैं इसका परीक्षण कैसे करता हूं, मैं इससे कुछ भी हासिल नहीं कर सकता: यह न तो रोशनी देता है और न ही एक किरच को जलने देता है - यह किसी भी पदार्थ के दहन को बुझा देता है। सामान्य परिस्थितियों में इसमें कुछ भी नहीं जल सकता। इसमें न तो गंध है और न ही स्वाद; यह न तो अम्ल है और न ही क्षार; हमारी सभी बाह्य भावनाओं के प्रति वह पूर्ण उदासीनता दर्शाता है। और आप कह सकते हैं: "यह कुछ भी नहीं है, यह रसायन विज्ञान के ध्यान के लायक नहीं है यह हवा में क्यों मौजूद है?"

और यहीं पर अनुभव से निष्कर्ष निकालने की क्षमता काम आती है। मान लीजिए कि नाइट्रोजन या नाइट्रोजन और ऑक्सीजन के मिश्रण के बजाय, हमारे वायुमंडल में शुद्ध ऑक्सीजन होता है, तो हमारा क्या होगा? आप भलीभांति जानते हैं कि लोहे के टुकड़े को ऑक्सीजन के जार में रखकर जलाने पर वह जलकर राख हो जाता है। जब आप एक जलती हुई चिमनी देखते हैं, तो कल्पना करें कि यदि पूरे वातावरण में केवल ऑक्सीजन होती तो उसकी भट्ठी का क्या होता: चिमनी को गर्म करने के लिए हम जिस कोयले का उपयोग करते हैं, उसकी तुलना में कच्चा लोहा भट्ठी बहुत अधिक गर्म जलती है। भाप लोकोमोटिव की भट्ठी में आग ईंधन गोदाम में आग के समान होगी यदि वातावरण में ऑक्सीजन शामिल हो।

नाइट्रोजन ऑक्सीजन को पतला करती है, उसके प्रभाव को नियंत्रित करती है और उसे हमारे लिए उपयोगी बनाती है। इसके अलावा, नाइट्रोजन अपने साथ उन सभी धुएं और गैसों को ले जाती है, जो, जैसा कि आपने देखा, एक मोमबत्ती के जलने पर उत्पन्न होते हैं, उन्हें पूरे वायुमंडल में फैलाते हैं और उन्हें वहां स्थानांतरित करते हैं जहां उन्हें पौधों और इस तरह मनुष्यों के जीवन का समर्थन करने की आवश्यकता होती है। तो नाइट्रोजन एक बहुत ही महत्वपूर्ण काम करता है, भले ही आप इसे देखते हैं और कहते हैं, "ठीक है, यह एक बहुत ही बेकार चीज़ है।"

अपनी सामान्य अवस्था में, नाइट्रोजन एक निष्क्रिय तत्व है: कोई भी प्रभाव, बहुत मजबूत विद्युत निर्वहन को छोड़कर, और तब भी केवल बहुत कमजोर डिग्री तक, नाइट्रोजन को वायुमंडल के किसी अन्य तत्व या आसपास के अन्य पदार्थों के साथ सीधे संयोजित करने का कारण बन सकता है। यह पदार्थ पूर्णतः उदासीन अर्थात् दूसरे शब्दों में उदासीन है और इसलिए सुरक्षित है।

लेकिन इससे पहले कि मैं आपको इस निष्कर्ष पर ले जाऊं, मुझे पहले आपको माहौल के बारे में कुछ बताना होगा। यहाँ वायुमंडलीय वायु की प्रतिशत संरचना दर्शाने वाली एक तालिका है:

आयतन द्वारा द्रव्यमान द्वारा

ऑक्सीजन. . . . 20 22.3

नाइट्रोजन। . . . . 80 77.7

__________________________

यह वायुमंडल में ऑक्सीजन और नाइट्रोजन की सापेक्ष मात्रा को सही ढंग से दर्शाता है। इससे हम देखते हैं कि पाँच पिंट हवा में केवल एक पिंट ऑक्सीजन और चार पिंट नाइट्रोजन होती है; दूसरे शब्दों में, आयतन के हिसाब से नाइट्रोजन वायुमंडलीय वायु का 4/5 भाग बनाती है। नाइट्रोजन की यह सारी मात्रा ऑक्सीजन को पतला करने और उसके प्रभाव को नरम करने के लिए उपयोग की जाती है; नतीजतन, मोमबत्ती को उचित रूप से ईंधन की आपूर्ति होती है और हमारे फेफड़े स्वास्थ्य को नुकसान पहुंचाए बिना हवा में सांस ले सकते हैं। आख़िरकार, हमारे लिए साँस लेने के लिए उचित रूप में ऑक्सीजन प्राप्त करना चिमनी या मोमबत्ती में कोयला जलाने के लिए वातावरण की उपयुक्त संरचना से कम महत्वपूर्ण नहीं है।

अब मैं आपको इन गैसों का द्रव्यमान बताऊंगा। एक पिंट नाइट्रोजन का द्रव्यमान 10 4/10 ग्रेन होता है, और एक घन फुट में 1 1/6 औंस होता है। यह नाइट्रोजन का द्रव्यमान है। ऑक्सीजन भारी होती है: एक पिंट का वजन 11 9/10 ग्रेन होता है, और एक क्यूबिक फुट का वजन 1 1/5 औंस होता है।

आप पहले भी मुझसे कई बार यह प्रश्न पूछ चुके हैं: "गैसों का द्रव्यमान कैसे निर्धारित किया जाता है?", और मुझे बहुत खुशी है कि इस प्रश्न में आपकी रुचि है। अब मैं तुम्हें दिखाता हूँ, यह मामला बहुत सरल और आसान है। यहां तराजू हैं, और यहां एक तांबे की बोतल है, जिसे सावधानी से एक खराद पर घुमाया गया है और, इसकी पूरी ताकत के लिए, सबसे छोटा संभव द्रव्यमान है। यह पूरी तरह से वायुरोधी है और एक नल से सुसज्जित है। अब नल खुला है और इसलिए बोतल में हवा भर गई है। ये तराजू बहुत सटीक हैं, और बोतल अपनी वर्तमान स्थिति में दूसरे कप पर वजन द्वारा संतुलित होती है। और यहाँ वह पंप है जिसके साथ हम इस बोतल में हवा भर सकते हैं।

चावल। 25.

अब हम इसमें ज्ञात मात्रा में हवा पंप करेंगे, जिसकी मात्रा पंप की क्षमता से मापी जाएगी। (ऐसे बीस खंड पंप किए गए हैं।)अब हम नल बंद कर देंगे और बोतल को वापस स्केल पर रख देंगे। देखें कि तराजू कैसे गिर गया है: बोतल पहले की तुलना में बहुत भारी हो गई है। बोतल की क्षमता नहीं बदली है, जिसका अर्थ है कि समान मात्रा में हवा भारी हो गई है। जिससे? उस हवा को धन्यवाद जो हमने इसमें डाला। उपलब्ध हवा के अतिरिक्त.

अब हम उस जार में हवा छोड़ेंगे और उसे अपनी पिछली स्थिति में लौटने का अवसर देंगे। इसके लिए मुझे बस तांबे की बोतल को जार से कसकर जोड़ना है और नल खोलना है - और आप देखते हैं, हमने हवा की पूरी मात्रा एकत्र कर ली है जिसे मैंने पंप के बीस स्ट्रोक के साथ बोतल में पंप किया था। यह सुनिश्चित करने के लिए कि इस प्रयोग के दौरान कोई त्रुटि न हो, हम बोतल को फिर से तराजू पर रखेंगे। यदि इसे अब फिर से मूल भार से संतुलित किया जाता है, तो हम पूरी तरह आश्वस्त हो सकते हैं कि हमने प्रयोग सही ढंग से किया है। हाँ, उसने संतुलन बना लिया। इस प्रकार हम हवा के उन अतिरिक्त हिस्सों का द्रव्यमान पता कर सकते हैं जिन्हें हमने इसमें पंप किया था। इस प्रकार यह स्थापित किया जा सकता है कि एक घन फुट हवा का द्रव्यमान 1 1/5 औंस है।

चावल। 26.

लेकिन यह मामूली अनुभव किसी भी तरह से प्राप्त परिणाम का पूरा सार आपकी चेतना में लाने में सक्षम नहीं होगा। यह आश्चर्यजनक है कि जैसे-जैसे हम बड़ी मात्रा में आगे बढ़ते हैं, संख्या कितनी बढ़ जाती है। यह हवा की वह मात्रा (घन फुट) है जिसका द्रव्यमान 1 1/5 औंस है। आप क्या सोचते हैं, शीर्ष पर उस बॉक्स में हवा का द्रव्यमान क्या है (मैंने इसे इन गणनाओं के लिए विशेष रूप से ऑर्डर किया था)? इसमें मौजूद हवा का द्रव्यमान एक पाउंड के बराबर है। मैंने इस कमरे में हवा के द्रव्यमान की गणना की, लेकिन आप शायद ही इस आंकड़े का अनुमान लगा पाएंगे: यह एक टन से अधिक है। इस प्रकार द्रव्यमान तेजी से बढ़ता है, और यह वायुमंडल की उपस्थिति और उसमें मौजूद ऑक्सीजन और नाइट्रोजन के साथ-साथ वस्तुओं को एक स्थान से दूसरे स्थान पर ले जाने और हानिकारक धुएं को दूर ले जाने का काम कितना महत्वपूर्ण है।

हवा के भार से संबंधित ये कुछ उदाहरण आपको देने के बाद, अब मैं इस तथ्य के कुछ परिणामों को दिखाने के लिए आगे बढ़ूंगा। आपको निश्चित रूप से उन्हें जानने की आवश्यकता है, अन्यथा आपके लिए बहुत कुछ अस्पष्ट रहेगा। क्या आपको ऐसा कोई अनुभव याद है? क्या तुमने कभी उसे देखा है? इसके लिए एक पंप लिया जाता है, कुछ-कुछ उसी के समान जिससे मैंने अभी-अभी तांबे की बोतल में हवा भरी है।

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इसे इस प्रकार स्थापित करने की आवश्यकता है कि मैं इसके उद्घाटन पर अपनी हथेली रख सकूं। हवा में मेरा हाथ इतनी आसानी से चलता है, जैसे उसे कोई प्रतिरोध महसूस ही न हो। इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि मैं कैसे आगे बढ़ता हूं, मैं लगभग कभी भी ऐसी गति हासिल करने में कामयाब नहीं हो पाता हूं कि मुझे इस आंदोलन के लिए बहुत अधिक वायु प्रतिरोध महसूस हो)। लेकिन जब मैं यहां अपना हाथ रखता हूं (वायु पंप सिलेंडर पर, जहां से हवा को पंप किया जाता है), आप देखते हैं कि क्या होता है। मेरी हथेली इस स्थान पर इतनी मजबूती से क्यों चिपक जाती है कि पूरा पंप उसके पीछे चला जाता है? देखना! मैं मुश्किल से अपना हाथ क्यों मुक्त कर पाता हूँ? क्या बात क्या बात? यह हवा के वजन के बारे में है - वह हवा जो मेरे ऊपर है।

यहां एक और अनुभव है जो मुझे लगता है कि आपको इस मुद्दे को और भी बेहतर ढंग से समझने में मदद करेगा। इस जार का शीर्ष एक बैल के मूत्राशय से ढका होगा, और जब इसमें से हवा बाहर निकाली जाएगी, तो आप थोड़े संशोधित रूप में, पिछले प्रयोग के समान ही प्रभाव देखेंगे। अब शीर्ष पूरी तरह से सपाट है, लेकिन अगर मैं पंप के साथ थोड़ी सी भी हलचल करता हूं, और देखता हूं कि बुलबुला कैसे गिरता है, यह अंदर की ओर कैसे झुकता है। अब आप देखेंगे कि कैसे बुलबुला अधिक से अधिक जार में खींचा जाएगा, जब तक कि अंततः, यह पूरी तरह से अंदर नहीं दब जाता है और उस पर दबाव डालने वाले वातावरण के बल से टूट जाता है। (तेज धमाके के साथ बुलबुला फूट गया।)तो, यह पूरी तरह से उस बल से हुआ जिसके साथ हवा ने बुलबुले पर दबाव डाला, और आपके लिए यह समझना मुश्किल नहीं होगा कि चीजें यहां कैसे खड़ी हैं।

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पाँच घनों के इस स्तंभ को देखें: वायुमंडल में ढेर हुए कण एक के ऊपर एक उसी प्रकार व्यवस्थित हैं। यह आपके लिए बिल्कुल स्पष्ट है कि चार ऊपरी घन पांचवें, निचले घन पर टिके हुए हैं, और यदि मैं इसे हटा दूं, तो बाकी सभी नीचे चले जाएंगे। वातावरण में स्थिति समान है: हवा की ऊपरी परतों को निचली परतों द्वारा समर्थित किया जाता है, और जब हवा को उनके नीचे से बाहर पंप किया जाता है, तो परिवर्तन होते हैं जो आपने देखा जब मेरी हथेली पंप सिलेंडर पर पड़ी और प्रयोग में बुलबुला, और अब आप और भी बेहतर देखेंगे।

मैंने इस जार को रबर से बांध दिया। झिल्ली. अब मैं इसमें से हवा को बाहर निकालूंगा, और आप रबर को देखें जो नीचे की हवा को ऊपर की हवा से अलग करता है। आप देखेंगे कि कैन से हवा बाहर निकलने पर वायुमंडलीय दबाव कैसे विकसित होगा। देखें कि रबर कैसे पीछे हट जाता है - आख़िरकार, मैं जार में अपना हाथ भी डाल सकता हूँ - और यह सब केवल हमारे ऊपर हवा के शक्तिशाली, विशाल प्रभाव का परिणाम है। यह रोचक तथ्य यहाँ कितनी स्पष्टता से प्रकट होता है!

आज का व्याख्यान समाप्त होने के बाद आप इस उपकरण को अलग करने का प्रयास करके अपनी ताकत का आकलन कर सकेंगे। इसमें दो खोखले तांबे के गोलार्ध होते हैं, जो एक दूसरे से कसकर फिट होते हैं और हवा को बाहर निकालने के लिए एक नल के साथ एक ट्यूब से सुसज्जित होते हैं। जब तक अंदर हवा है, गोलार्ध आसानी से अलग हो जाते हैं; हालाँकि, आप आश्वस्त होंगे कि जब हम इस ट्यूब के माध्यम से एक नल के माध्यम से हवा पंप करते हैं और आप उन्हें खींचते हैं - एक को एक दिशा में, दूसरे को दूसरे में - आप में से कोई भी गोलार्धों को अलग करने में सक्षम नहीं होगा। इस जहाज के क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र के प्रत्येक वर्ग इंच को, जब हवा को पंप किया जाता है, लगभग पंद्रह पाउंड का समर्थन करना पड़ता है। फिर मैं तुम्हें अपनी ताकत का परीक्षण करने का अवसर दूंगा - इस वायु दबाव पर काबू पाने का प्रयास करें।

यहाँ एक और दिलचस्प छोटी चीज़ है - एक सक्शन कप, लड़कों के लिए एक खेल, लेकिन केवल वैज्ञानिक उद्देश्यों के लिए इसमें सुधार किया गया है। आख़िरकार, आप, युवा लोगों को, विज्ञान के उद्देश्यों के लिए खिलौनों का उपयोग करने का पूरा अधिकार है, खासकर जब से आधुनिक समय में उन्होंने विज्ञान का मज़ाक उड़ाना शुरू कर दिया है। यहाँ एक सक्शन कप है, केवल यह चमड़ा नहीं है, बल्कि रबर है। मैं इसे मेज की सतह पर रखता हूं और आप तुरंत देखते हैं कि यह मजबूती से इससे चिपक गया है। वह इस तरह क्यों टिकी हुई है? इसे स्थानांतरित किया जा सकता है, यह आसानी से एक स्थान से दूसरे स्थान पर फिसल जाता है, लेकिन चाहे आप इसे उठाने की कितनी भी कोशिश करें, यह संभवतः मेज को अपने साथ खींच लेगा, न कि खुद को उससे अलग कर लेगा। आप इसे टेबल से केवल तभी हटा सकते हैं जब आप इसे बिल्कुल किनारे पर ले जाएं ताकि इसके नीचे हवा आ सके। केवल इसके ऊपर का हवा का दबाव ही इसे मेज़ की सतह पर दबाता है। यहां एक और सक्शन कप है - उन्हें एक साथ दबाएं और आप देखेंगे कि वे कितनी मजबूती से चिपकते हैं। हम उनका उपयोग, कहने के लिए, उनके इच्छित उद्देश्य के लिए कर सकते हैं, यानी उन्हें खिड़कियों और दीवारों पर चिपका सकते हैं, जहां वे कई घंटों तक टिके रहेंगे और उन पर कुछ वस्तुओं को लटकाने के लिए उपयोगी होंगे।

हालाँकि, मुझे आपको न केवल खिलौने दिखाने हैं, बल्कि ऐसे प्रयोग भी दिखाने हैं जिन्हें आप घर पर दोहरा सकते हैं। आप ऐसे सुन्दर प्रयोग से वायुमंडलीय दबाव के अस्तित्व को स्पष्ट रूप से सिद्ध कर सकते हैं। यहाँ एक गिलास पानी है. यदि मैं आपसे इसे बिना पानी गिराए उल्टा करने का प्रबंध करने के लिए कहूँ तो क्या होगा? और इसलिए नहीं कि आपने अपना हाथ ऊपर किया है, बल्कि केवल वायुमंडलीय दबाव के कारण।

पानी से पूरा या आधा भरा हुआ एक गिलास लें और इसे किसी कार्डबोर्ड से ढक दें; इसे पलटें और देखें कि कार्डबोर्ड और पानी का क्या होता है। हवा कांच में प्रवेश नहीं कर पाएगी, क्योंकि कांच के किनारों पर केशिका आकर्षण के कारण पानी उसे अंदर नहीं जाने देगा।

मुझे लगता है कि यह सब आपको सही विचार देगा कि हवा शून्यता नहीं है, बल्कि कुछ भौतिक है। जब आप मुझसे सीखेंगे कि उस डिब्बे में एक पाउंड हवा है, और इस कमरे में एक टन से अधिक हवा है, तो आप विश्वास करेंगे कि हवा सिर्फ खालीपन नहीं है।

आइए आपको यह समझाने के लिए एक और प्रयोग करें कि हवा वास्तव में प्रतिरोध प्रदान कर सकती है। आप जानते हैं कि हंस के पंख, या ट्यूब, या ऐसी किसी चीज़ से कितनी शानदार ब्लोगन आसानी से बनाई जा सकती है। सेब या आलू का एक टुकड़ा लेते हुए, आपको इसका एक छोटा टुकड़ा ट्यूब के आकार में काटना होगा - इस तरह - और इसे पिस्टन की तरह, बिल्कुल अंत तक धकेलें। दूसरा प्लग डालकर हम ट्यूब में हवा को पूरी तरह से अलग कर देते हैं। और अब यह पता चला है कि दूसरे प्लग को पहले के करीब धकेलना पूरी तरह से असंभव है। कुछ हद तक हवा को संपीड़ित करना संभव है, लेकिन अगर हम दूसरे प्लग पर दबाना जारी रखते हैं, तो पहले प्लग के पास पहुंचने का समय नहीं होगा, इससे पहले कि संपीड़ित हवा इसे ट्यूब से बाहर धकेल देगी, और इसके अलावा, बारूद की क्रिया की याद दिलाने वाली एक शक्ति - आखिरकार, यह उस कारण से भी जुड़ी है जिसे हमने यहां देखा है।

दूसरे दिन मैंने एक प्रयोग देखा जो मुझे बहुत पसंद आया क्योंकि इसका उपयोग हमारी कक्षाओं में किया जा सकता है। (इसे शुरू करने से पहले, मुझे लगभग पांच मिनट तक चुप रहना चाहिए, क्योंकि इस प्रयोग की सफलता मेरे फेफड़ों पर निर्भर करती है।) मुझे आशा है कि मैं अपनी सांस लेने की शक्ति से, यानी हवा के उचित उपयोग से, एक गिलास में खड़े अंडे को उठाकर दूसरे गिलास में फेंकना। मैं सफलता की गारंटी नहीं दे सकता: आख़िरकार, मैं बहुत लंबे समय से बात कर रहा हूँ। (व्याख्याता सफलतापूर्वक प्रयोग करता है।)जो हवा मैं बाहर निकालता हूं वह अंडे और कांच की दीवार के बीच से गुजरती है; अंडे के नीचे हवा का दबाव उत्पन्न होता है, जो किसी भारी वस्तु को उठाने में सक्षम होता है: आखिरकार, हवा के लिए अंडा वास्तव में एक भारी वस्तु है। किसी भी स्थिति में, यदि आप स्वयं यह प्रयोग करना चाहते हैं, तो एक कड़ा हुआ अंडा लेना बेहतर है, और फिर आप बिना जोखिम के, इसे अपनी सांस की शक्ति से सावधानीपूर्वक एक गिलास से दूसरे गिलास में ले जाने का प्रयास कर सकते हैं।

हालाँकि हमने वायु के द्रव्यमान के प्रश्न पर काफी लंबा समय बिताया है, मैं इसके एक और गुण का उल्लेख करना चाहूँगा। ब्लोगन प्रयोग में आप देखेंगे कि पहला आलू प्लग बाहर आने से पहले, मैं दूसरे प्लग को आधा इंच या उससे अधिक अंदर धकेलने में कामयाब रहा। और यह हवा के एक अद्भुत गुण - उसकी लोच - पर निर्भर करता है। आप उसे निम्नलिखित अनुभव के माध्यम से जान सकते हैं।

आइए हम एक ऐसा खोल लें जो हवा के लिए अभेद्य है, लेकिन खींचने और सिकुड़ने में सक्षम है, और इस तरह हमें इसमें मौजूद हवा की लोच का आकलन करने का अवसर देता है। अब इसमें ज्यादा हवा नहीं है और हम गर्दन को कसकर बांध देंगे ताकि यह आसपास की हवा से संपर्क न कर सके। अब तक हमने सब कुछ इस तरह से किया है कि वस्तुओं की सतह पर वायुमंडलीय दबाव दिखाया जा सके, लेकिन अब, इसके विपरीत, हम वायुमंडलीय दबाव से छुटकारा पा लेंगे। ऐसा करने के लिए, हम अपना शेल वायु पंप की घंटी के नीचे रखेंगे, जिसके नीचे से हम हवा को बाहर निकालेंगे। आपकी आंखों के सामने, यह खोल सीधा हो जाएगा, गुब्बारे की तरह फूल जाएगा, और तब तक बड़ा होता जाएगा जब तक कि यह पूरी घंटी को न भर दे। लेकिन जैसे ही मैं फिर से घंटी में बाहरी हवा की पहुंच खोलूंगा, हमारी गेंद तुरंत गिर जाएगी। यहाँ हवा के इस अद्भुत गुण का एक दृश्य प्रमाण है - इसकी लोच, यानी, संपीड़ित और विस्तारित करने की इसकी अत्यधिक उच्च क्षमता। यह गुण बहुत महत्वपूर्ण है और प्रकृति में वायु की भूमिका को काफी हद तक निर्धारित करता है।

आइए अब हम अपने विषय के एक अन्य अत्यंत महत्वपूर्ण भाग की ओर बढ़ते हैं। याद रखें कि जब हमने मोमबत्ती जलाने पर काम किया, तो हमें पता चला कि विभिन्न दहन उत्पाद बनते हैं। इन उत्पादों में कालिख, पानी और कुछ और चीजें शामिल हैं जिनका अभी तक हमारे द्वारा पता नहीं लगाया गया है। हमने पानी एकत्र किया और अन्य पदार्थों को हवा में फैलने दिया। आइए अब इनमें से कुछ उत्पादों के बारे में जानें।

चावल। 29.

विशेष रूप से, निम्नलिखित अनुभव हमें इस मामले में मदद करेगा। यहां हम एक जलती हुई मोमबत्ती रखेंगे और इसे शीर्ष पर एक आउटलेट पाइप के साथ कांच की टोपी से ढक देंगे... मोमबत्ती जलती रहेगी, क्योंकि हवा नीचे और ऊपर से स्वतंत्र रूप से गुजरती है। सबसे पहले, आप देखें कि टोपी गीली हो गई है; आप पहले से ही जानते हैं कि यह सब क्या है: यह हाइड्रोजन पर हवा की क्रिया से मोमबत्ती जलाने से उत्पन्न पानी है। लेकिन इसके अलावा, शीर्ष पर आउटलेट पाइप से कुछ निकल रहा है; यह जल वाष्प नहीं है, यह पानी नहीं है, यह पदार्थ संघनित नहीं होता है और इसके अलावा इसमें विशेष गुण भी हैं। आप देखते हैं कि ट्यूब से निकलने वाली धारा मेरे द्वारा लाई गई रोशनी को लगभग ख़त्म कर देती है; यदि मैं जलती हुई किरच को सीधे बाहर जाने वाली धारा में रख दूं, तो वह पूरी तरह से बुझ जाएगी। "यह चीजों के क्रम में है," आप कहते हैं; जाहिर है, यह आपको आश्चर्यचकित नहीं करता है क्योंकि नाइट्रोजन दहन का समर्थन नहीं करता है और लौ को बुझाना चाहिए, क्योंकि इसमें मोमबत्ती नहीं जलती है। लेकिन क्या यहां नाइट्रोजन के अलावा कुछ भी नहीं है?

यहां मुझे खुद से आगे निकलना होगा: मेरे पास जो ज्ञान है, उसके आधार पर मैं आपको ऐसी गैसों का अध्ययन करने और इन मुद्दों को सामान्य रूप से स्पष्ट करने के लिए वैज्ञानिक तरीकों से लैस करने का प्रयास करूंगा।

आइए एक खाली जार लें और इसे आउटलेट ट्यूब के ऊपर रखें ताकि मोमबत्ती के दहन के उत्पाद इसमें एकत्र हो जाएं। हमारे लिए यह पता लगाना मुश्किल नहीं होगा कि इस जार में सिर्फ हवा ही नहीं, बल्कि एक गैस भी है जिसमें अन्य गुण भी हैं। ऐसा करने के लिए, मैं थोड़ा सा बुझा हुआ चूना लेता हूं, उसमें डालता हूं और अच्छी तरह हिलाता हूं। फ़नल में फ़िल्टर पेपर का एक घेरा डालकर, मैं इसके माध्यम से इस मिश्रण को फ़िल्टर करता हूं, और साफ, पारदर्शी पानी इसके नीचे रखे फ्लास्क में प्रवाहित होता है। मेरे पास इस पानी की उतनी ही मात्रा है जितनी मुझे दूसरे बर्तन में चाहिए, लेकिन सच कहूं तो, मैं आगे के प्रयोगों में बिल्कुल उसी चूने के पानी का उपयोग करना पसंद करता हूं जो आपकी आंखों के सामने तैयार किया गया था।

यदि आप इस साफ, पारदर्शी पानी को उस जार में थोड़ा सा डालें जहां हमने जलती हुई मोमबत्ती से आने वाली गैस एकत्र की थी, तो आप तुरंत देखेंगे कि कैसे परिवर्तन होगा... आप देखिए, पानी पूरी तरह से सफेद हो गया है! कृपया ध्यान दें कि यह साधारण हवा के साथ काम नहीं करेगा। यहाँ हवा वाला एक बर्तन है; मैं इसमें चूने का पानी डालता हूं, लेकिन न तो ऑक्सीजन, न ही नाइट्रोजन, न ही हवा की इस मात्रा में मौजूद कोई भी चीज चूने के पानी में कोई बदलाव लाएगी; चाहे हम इसे इस बर्तन में मौजूद साधारण हवा से कैसे भी हिलाएं, यह पूरी तरह से पारदर्शी रहता है। हालाँकि, यदि आप इस फ्लास्क को चूने के पानी के साथ लेते हैं और इसे मोमबत्ती दहन उत्पादों के पूरे द्रव्यमान के संपर्क में लाते हैं, तो यह जल्दी से एक दूधिया सफेद रंग प्राप्त कर लेगा।

पानी में मौजूद यह सफेद, चाक जैसा पदार्थ उस चूने से बना होता है जिसे हमने चूने का पानी बनाने के लिए लिया था, जिसे मोमबत्ती से निकलने वाली किसी चीज के साथ मिलाया जाता है, यानी बिल्कुल वही उत्पाद जिसे हम पकड़ने की कोशिश कर रहे हैं और जिसके बारे में मैं आपको बताऊंगा आज। यह पदार्थ चूने के पानी के प्रति इसकी प्रतिक्रिया के कारण हमें दिखाई देता है, जहां ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और जल वाष्प से इसका अंतर स्पष्ट हो जाता है; यह हमारे लिए एक नया पदार्थ है, जो मोमबत्ती से प्राप्त होता है। इसलिए मोमबत्ती के जलने को ठीक से समझने के लिए हमें यह भी पता लगाना चाहिए कि यह सफेद पाउडर कैसे और किससे प्राप्त होता है। यह सिद्ध किया जा सकता है कि यह सचमुच चाक है; यदि आप रिटॉर्ट में गीली चाक डालकर उसे लाल-गर्म कर दें तो वह बिल्कुल वही पदार्थ छोड़ेगी जो जलती हुई मोमबत्ती से निकलता है।

इस पदार्थ को बड़ी मात्रा में प्राप्त करने का एक और बेहतर तरीका है, यदि वे यह जानना चाहते हैं कि इसके मूल गुण क्या हैं। यह पदार्थ, यह पता चला है, उन जगहों पर प्रचुर मात्रा में पाया जाता है जहां आप इसकी उपस्थिति के बारे में संदेह भी नहीं करेंगे। मोमबत्ती जलने पर निकलने वाली यह गैस जिसे कार्बन डाइऑक्साइड कहा जाता है, सभी चूना पत्थर, चाक, सीपियों और मूंगों में भारी मात्रा में पाई जाती है। हवा का यह दिलचस्प घटक इन सभी पत्थरों में एक साथ बंधा हुआ पाया जाता है; संगमरमर, चाक आदि चट्टानों में इस पदार्थ की खोज करने के बाद, रसायनज्ञ डॉ. ब्लैक ने इसे "बंधी हुई हवा" कहा, क्योंकि यह अब गैसीय अवस्था में नहीं है, बल्कि एक ठोस शरीर का हिस्सा बन गया है।

यह गैस संगमरमर से आसानी से प्राप्त हो जाती है। इस जार के तल पर कुछ हाइड्रोक्लोरिक एसिड है; एक जलती हुई खपच्ची को एक जार में डालकर दिखाया जाएगा कि इसमें बहुत नीचे तक साधारण हवा के अलावा कुछ भी नहीं है। यहाँ संगमरमर के टुकड़े हैं - सुंदर उच्च श्रेणी का संगमरमर; मैं उन्हें एसिड के एक जार में फेंक देता हूं और यह एक हिंसक फोड़े जैसा कुछ बन जाता है। हालाँकि, यह जलवाष्प नहीं है जो निकलता है, बल्कि किसी प्रकार की गैस है; और यदि मैं अब जलती हुई किरच से जार की सामग्री का परीक्षण करूं, तो मुझे बिल्कुल वही परिणाम मिलेगा जो जलती हुई मोमबत्ती के ऊपर आउटलेट ट्यूब से निकलने वाली गैस से मिलता है। यहां न केवल प्रभाव वही है, बल्कि यह बिल्कुल उसी पदार्थ के कारण होता है जो मोमबत्ती से निकला था; इस तरह हम बड़ी मात्रा में कार्बन डाइऑक्साइड प्राप्त कर सकते हैं: आखिरकार, अब हमारा जार लगभग भर गया है।

हम यह भी सत्यापित कर सकते हैं कि यह गैस केवल संगमरमर में ही नहीं पाई जाती है।

यहां पानी का एक बड़ा जार है जिसमें मैंने चाक डाला (वह प्रकार जो पलस्तर के काम के लिए बिक्री पर पाया जा सकता है, यानी पानी में धोया जाता है और मोटे कणों को साफ किया जाता है)।

यहाँ प्रबल सल्फ्यूरिक अम्ल है; यदि आप घर पर हमारे प्रयोगों को दोहराना चाहते हैं तो हमें इसी एसिड की आवश्यकता होगी (कृपया ध्यान दें कि चूना पत्थर और इसी तरह की चट्टानों पर इस एसिड की क्रिया से एक अघुलनशील अवक्षेप उत्पन्न होता है, जबकि हाइड्रोक्लोरिक एसिड एक घुलनशील पदार्थ उत्पन्न करता है, जो पानी को गाढ़ा नहीं करता है) ).

आप सोच रहे होंगे कि मैं ये प्रयोग ऐसे कंटेनर में क्यों कर रहा हूं. ताकि जो मैं यहां बड़े पैमाने पर कर रहा हूं उसे आप छोटे पैमाने पर दोहरा सकें। यहां आप पहले जैसी ही घटना देखेंगे: इस बड़े जार में मैं कार्बन डाइऑक्साइड का उत्पादन करता हूं, जो प्रकृति और गुणों में उसी के समान है जो हमें वायुमंडलीय हवा में मोमबत्ती जलाने पर प्राप्त हुआ था। और इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि कार्बन डाइऑक्साइड के उत्पादन के ये दोनों तरीके कितने अलग हैं, हमारे अध्ययन के अंत तक आप आश्वस्त हो जाएंगे कि उत्पादन की विधि की परवाह किए बिना, यह सभी मामलों में समान है।

आइए इस गैस की प्रकृति को स्पष्ट करने के लिए अगले प्रयोग की ओर बढ़ें। यहां इस गैस का एक पूरा जार है - आइए इसे दहन द्वारा परीक्षण करें, यानी, उसी तरह जैसे हम पहले ही कई अन्य गैसों का परीक्षण कर चुके हैं। जैसा कि आप देख सकते हैं, यह स्वयं जलता नहीं है और दहन का समर्थन नहीं करता है। इसके अलावा, पानी में इसकी घुलनशीलता नगण्य है: आखिरकार, जैसा कि आपने देखा है, पानी के ऊपर एकत्र करना आसान है। इसके अलावा, आप जानते हैं कि यह चूने के पानी के साथ एक विशिष्ट प्रतिक्रिया देता है, जो इससे सफेद हो जाता है; और अंत में, कार्बन डाइऑक्साइड कार्बोनेटेड चूने, यानी चूना पत्थर के घटक भागों में से एक के रूप में प्रवेश करता है।

अब मैं आपको दिखाऊंगा कि कार्बन डाइऑक्साइड पानी में घुलता है, हालांकि थोड़ा ही, और इस संबंध में, ऑक्सीजन और हाइड्रोजन से भिन्न होता है। ऐसा समाधान प्राप्त करने के लिए यहां एक उपकरण है। इस उपकरण के निचले हिस्से में मार्बल और एसिड होता है और ऊपरी हिस्से में ठंडा पानी होता है। वाल्वों को इस प्रकार डिज़ाइन किया गया है कि गैस बर्तन के नीचे से ऊपर तक जा सके। अब मैं अपना उपकरण क्रियान्वित करूंगा... आप देखिए कि पानी के माध्यम से गैस के बुलबुले कैसे उठते हैं। कल शाम से हमारे पास उपकरण चालू है, और हम निस्संदेह पाएंगे कि कुछ गैस पहले ही घुल चुकी है। मैं नल खोलता हूं, इस पानी को एक गिलास में डालता हूं और इसका स्वाद लेता हूं। हाँ, यह खट्टा है - इसमें कार्बन डाइऑक्साइड होता है। यदि इसे चूने के पानी से सूखाया जाता है, तो एक विशिष्ट सफेदी उत्पन्न होगी, जो कार्बन डाइऑक्साइड की उपस्थिति का संकेत देती है।

कार्बन डाइऑक्साइड बहुत भारी है, वायुमंडलीय हवा से भी भारी है। तालिका कार्बन डाइऑक्साइड और कुछ अन्य गैसों के द्रव्यमान को दर्शाती है जिनका हमने अध्ययन किया है।

पिंट क्यूबिक. पैर

(अनाज) (औंस)

हाइड्रोजन. . . . 3/4 1/12

ऑक्सीजन. . . . 11 9/10 1 1/3

नाइट्रोजन। . . . . . 10 4/10 1 1/6

वायु। . . . . 10 7/10 1 1/5

कार्बन डाईऑक्साइड। 16 1/3 1 9/10

कार्बन डाइऑक्साइड की गंभीरता को कई प्रयोगों के माध्यम से प्रदर्शित किया जा सकता है। सबसे पहले, उदाहरण के लिए, एक लंबा गिलास लें जिसमें हवा के अलावा कुछ भी नहीं है, और इस बर्तन से कुछ कार्बन डाइऑक्साइड उसमें डालने का प्रयास करें। दिखावे से यह तय करना असंभव है कि मैं सफल हुआ या नहीं; लेकिन हमारे पास जाँच करने का एक तरीका है (एक जलती हुई मोमबत्ती को एक गिलास में डालता है, वह बुझ जाती है). आप देखिए, गैस वास्तव में यहाँ बह निकली। और यदि मैंने इसका परीक्षण चूने के पानी के साथ किया होता तो परीक्षण का परिणाम भी यही होता। अंत में हमें एक प्रकार का कुआँ मिला जिसके तल पर कार्बन डाइऑक्साइड थी (दुर्भाग्य से, हमें कभी-कभी वास्तविकता में ऐसे कुओं से निपटना पड़ता है); आइए इसमें यह छोटी बाल्टी डालें। यदि बर्तन के तल पर कार्बन डाइऑक्साइड है, तो इसे इस बाल्टी से निकाला जा सकता है और "कुएं" से निकाला जा सकता है। आइए एक किरच से जांच करें... हां, देखिए, बाल्टी कार्बन डाइऑक्साइड से भरी है।

चावल। तीस।

यहां एक और प्रयोग दिखाया गया है कि कार्बन डाइऑक्साइड हवा से भारी है। एक जार एक पैमाने पर संतुलित होता है; अब इसमें सिर्फ हवा है. जब मैं इसमें कार्बन डाइऑक्साइड डालता हूं, तो यह गैस के भार से तुरंत डूब जाता है। यदि मैं जलती हुई किरच से जार की जांच करूं, तो आप आश्वस्त हो जाएंगे कि वास्तव में कार्बन डाइऑक्साइड उसमें प्रवेश कर गया है: जार की सामग्री दहन का समर्थन नहीं कर सकती है।

चावल। 31.

यदि मैं साबुन के बुलबुले को अपनी सांस से, अर्थात हवा से फुलाऊं और उसे कार्बन डाइऑक्साइड के इस जार में डाल दूं, तो वह नीचे नहीं गिरेगा। लेकिन सबसे पहले, मैं इस तरह हवा से फुलाया हुआ एक गुब्बारा लूंगा, और इसका उपयोग यह जांचने के लिए करूंगा कि इस जार में कार्बन डाइऑक्साइड का स्तर लगभग कहां है। आप देखिए, गेंद नीचे नहीं गिरती; मैं जार में कार्बन डाइऑक्साइड जोड़ता हूं और गेंद ऊंची उठ जाती है। अब देखते हैं कि क्या मैं साबुन के बुलबुले को फुलाकर उसे इसी प्रकार लटका सकता हूँ। (व्याख्याता साबुन का एक बुलबुला फूंकता है और उसे कार्बन डाइऑक्साइड के एक जार में डाल देता है, जहां बुलबुला लटका रहता है।)आप देखते हैं, एक साबुन का बुलबुला, एक गुब्बारे की तरह, कार्बन डाइऑक्साइड की सतह पर ठीक इसलिए टिका होता है क्योंकि यह गैस हवा से भारी होती है, पुस्तक व्हाट लाइट टेल्स यू से लेखक सुवोरोव सर्गेई जॉर्जिएविच

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20. ठोस और जैविक ऊतकों के यांत्रिक गुण ठोस की एक विशिष्ट विशेषता उसके आकार को बनाए रखने की क्षमता है। ठोसों को क्रिस्टलीय और अनाकार में विभाजित किया जा सकता है क्रिस्टलीय अवस्था की एक विशिष्ट विशेषता अनिसोट्रॉपी है -

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21. जैविक ऊतकों के यांत्रिक गुण जैविक ऊतकों के यांत्रिक गुणों से तात्पर्य उनकी दो किस्मों से है। एक जैविक गतिशीलता की प्रक्रियाओं से जुड़ा है: जानवरों की मांसपेशियों का संकुचन, कोशिका वृद्धि, उनके विभाजन के दौरान कोशिकाओं में गुणसूत्रों की गति आदि।

मेडिकल फिजिक्स पुस्तक से लेखक पॉडकोल्ज़िना वेरा अलेक्जेंड्रोवना

30. झिल्लियों के भौतिक गुण और पैरामीटर झिल्ली के अणुओं की गतिशीलता और झिल्ली के माध्यम से कणों के प्रसार का माप इंगित करता है कि बिलिपिड परत तरल की तरह व्यवहार करती है। हालाँकि, झिल्ली एक व्यवस्थित संरचना है। ये दो तथ्य यही बताते हैं

मेडिकल फिजिक्स पुस्तक से लेखक पॉडकोल्ज़िना वेरा अलेक्जेंड्रोवना

38. चुंबकीय क्षेत्र की ताकत और इसके अन्य गुण चुंबकीय क्षेत्र की ताकत माध्यम के गुणों पर निर्भर करती है, और केवल सर्किट के माध्यम से बहने वाली धारा की ताकत से निर्धारित होती है। प्रत्यक्ष धारा द्वारा निर्मित चुंबकीय क्षेत्र की ताकत क्षेत्र की ताकत से बनी होती है

मेडिकल फिजिक्स पुस्तक से लेखक पॉडकोल्ज़िना वेरा अलेक्जेंड्रोवना

39. चुंबकीय पदार्थों के गुण और मानव ऊतकों के चुंबकीय गुण पैरामैग्नेटिक अणुओं में गैर-शून्य चुंबकीय क्षण होते हैं। चुंबकीय क्षेत्र की अनुपस्थिति में, ये क्षण यादृच्छिक रूप से स्थित होते हैं और उनका चुंबकत्व शून्य होता है। चुंबकीय के क्रम की डिग्री

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तथ्यों की नवीनतम पुस्तक पुस्तक से। खंड 3 [भौतिकी, रसायन विज्ञान और प्रौद्योगिकी। इतिहास और पुरातत्व. मिश्रित] लेखक कोंड्राशोव अनातोली पावलोविच

यह आविष्कार सांस लेने के लिए ऑक्सीजन जनरेटर से संबंधित है और इसका उपयोग व्यक्तिगत उपयोग के लिए श्वास उपकरण में किया जा सकता है, जिसका उपयोग आपातकालीन स्थितियों में किया जाता है, उदाहरण के लिए आग बुझाते समय। लंबी अवधि के संचालन के दौरान ऑक्सीजन उत्पादन की दर को कम करने और विश्वसनीयता बढ़ाने के लिए, एक पायरोकेमिकल ऑक्सीजन जनरेटर जिसमें संक्रमण इग्निशन तत्वों, एक आरंभिक उपकरण, थर्मल इन्सुलेशन और एक फिल्टर सिस्टम के साथ ठोस ऑक्सीजन स्रोत के दबाए गए ब्लॉक होते हैं, एक धातु में रखा जाता है। ऑक्सीजन के लिए एक आउटलेट पाइप से सुसज्जित मामले में, ठोस स्रोत समानांतर चतुर्भुज के रूप में ऑक्सीजन को अवरुद्ध करता है, जबकि सोडियम क्लोरेट, कैल्शियम पेरोक्साइड और मैग्नीशियम की संरचना का उपयोग ऑक्सीजन के ठोस स्रोत के रूप में किया जाता है। संक्रमणकालीन इग्निशन तत्व मैग्नीशियम के साथ कैल्शियम पेरोक्साइड के मिश्रण से तैयार किए जाते हैं और गोलियों के रूप में या तो अंत में या किनारे के किनारे में दबाए जाते हैं, और ब्लॉक स्वयं परतों में और प्रत्येक परत में ज़िगज़ैग तरीके से रखे जाते हैं . 1 ज़ेड. पी. एफ-ली, 2 बीमार.

यह आविष्कार सांस लेने के लिए ऑक्सीजन जनरेटर से संबंधित है और इसका उपयोग व्यक्तिगत उपयोग के लिए श्वास उपकरण में किया जा सकता है, जिसका उपयोग आपातकालीन स्थितियों में किया जाता है, उदाहरण के लिए आग बुझाते समय। पाइरोकेमिकल ऑक्सीजन जनरेटर एक उपकरण है जिसमें एक आवास होता है, जिसके अंदर एक संरचना होती है जो स्व-प्रचारित पाइरोकेमिकल प्रक्रिया के माध्यम से ऑक्सीजन जारी करने में सक्षम होती है: एक ऑक्सीजन मोमबत्ती, मोमबत्ती का दहन शुरू करने के लिए एक इग्निशन डिवाइस, शुद्ध करने के लिए एक फिल्टर सिस्टम विदेशी अशुद्धियों और धुएं से निकलने वाली गैस, और थर्मल इन्सुलेशन। आउटलेट पाइप के माध्यम से, पाइपलाइन के माध्यम से खपत बिंदु तक ऑक्सीजन की आपूर्ति की जाती है। अधिकांश ज्ञात ऑक्सीजन जनरेटर में, स्पार्क प्लग एक बेलनाकार मोनोब्लॉक के रूप में बनाया जाता है। ऐसी मोमबत्ती का जलने का समय 15 मिनट से अधिक नहीं होता है। जनरेटर का लंबा संचालन कई ब्लॉकों (तत्वों) का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है ताकि उनके सिरे स्पर्श करें। जब एक ब्लॉक का दहन समाप्त हो जाता है, तो थर्मल आवेग मोमबत्ती के अगले तत्व का दहन शुरू कर देता है, और इसी तरह जब तक कि यह पूरी तरह से समाप्त न हो जाए। अधिक विश्वसनीय प्रज्वलन के लिए, एक मध्यवर्ती इग्निशन आतिशबाज़ी रचना को आवेग प्राप्त करने वाले तत्व के अंत में दबाया जाता है, जिसमें मोमबत्ती की मुख्य संरचना की तुलना में अधिक ऊर्जा और थर्मल आवेग के प्रति अधिक संवेदनशीलता होती है। ज्ञात पाइरोकेमिकल ऑक्सीजन जनरेटर सोडियम क्लोरेट, बेरियम पेरोक्साइड, लौह और बाइंडर्स, या सोडियम क्लोरेट और एक उत्प्रेरक से युक्त उत्प्रेरक प्रकार क्लोरेट मोमबत्तियों पर काम करते हैं, उदाहरण के लिए सोडियम या पोटेशियम ऑक्साइड या पेरोक्साइड। ज्ञात रासायनिक जनरेटर ऑक्सीजन छोड़ते हैं दर 4 लीटर/मिनट से कम नहीं, जो किसी व्यक्ति की शारीरिक आवश्यकता से कई गुना अधिक है। ज्ञात रचनाओं के साथ, ऑक्सीजन उत्पादन की कम दर हासिल नहीं की जा सकती है। स्पार्क प्लग ब्लॉक के व्यास को कम करते समय, अर्थात। जलने वाले अग्र भाग का क्षेत्र, जिससे गति में कमी हो सकती है, मोमबत्ती जलने की क्षमता खो देती है। मोमबत्ती की कार्यक्षमता को बनाए रखने के लिए, संरचना में ईंधन के अनुपात को बढ़ाकर ऊर्जा में बदलाव की आवश्यकता होती है, जिससे दहन दर में वृद्धि होती है और तदनुसार, ऑक्सीजन रिलीज की दर में वृद्धि होती है। एक ज्ञात जनरेटर में संक्रमणकालीन इग्निशन तत्वों, एक आरंभिक उपकरण, थर्मल इन्सुलेशन और ऑक्सीजन के लिए एक आउटलेट पाइप के साथ धातु आवास में एक फिल्टर सिस्टम के साथ एक ठोस ऑक्सीजन स्रोत के दबाए गए ब्लॉक होते हैं। इस जनरेटर में ऑक्सीजन प्लग में सोडियम क्लोरेट और सोडियम ऑक्साइड और पेरोक्साइड की संरचना होती है और इसमें अलग-अलग बेलनाकार ब्लॉक होते हैं जो अपने सिरों पर एक दूसरे के संपर्क में होते हैं। संक्रमणकालीन इग्निशन तत्वों को प्रत्येक ब्लॉक के अंत में दबाया जाता है और यह एल्यूमीनियम और आयरन ऑक्साइड से बने होते हैं। कुछ ब्लॉकों में घुमावदार आकार होता है, जिससे उन्हें यू-आकार, यू-आकार की रेखा, सर्पिल आदि में रखना संभव हो जाता है। ऑक्सीजन उत्पादन की उच्च दर के कारण, जनरेटर के दीर्घकालिक संचालन को सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक ऑक्सीजन मोमबत्ती का कुल वजन बढ़ जाता है। उदाहरण के लिए, एक प्रोटोटाइप जनरेटर को 1 घंटे तक चलाने के लिए लगभग 1.2 किलोग्राम वजन वाली मोमबत्ती की आवश्यकता होती है। उच्च उत्पादन गति के कारण थर्मल इन्सुलेशन बढ़ाने की आवश्यकता भी होती है, जो जनरेटर के वजन में अतिरिक्त वृद्धि के साथ भी जुड़ा हुआ है। घुमावदार (कोणीय) ब्लॉकों का निर्माण करना कठिन होता है और इनमें यांत्रिक शक्ति कम होती है: वे मोड़ पर आसानी से टूट जाते हैं, जिससे टूटने पर दहन बंद हो जाता है, अर्थात। जनरेटर के दीर्घकालिक निरंतर संचालन की विश्वसनीयता कम करें। आविष्कार का उद्देश्य जनरेटर के दीर्घकालिक संचालन के दौरान ऑक्सीजन उत्पादन की दर को कम करना और विश्वसनीयता बढ़ाना है। यह इस तथ्य से प्राप्त होता है कि एक पाइरोकेमिकल ऑक्सीजन जनरेटर जिसमें संक्रमणकालीन इग्निशन तत्वों, एक आरंभिक उपकरण, थर्मल इन्सुलेशन और एक फिल्टर सिस्टम के साथ एक ठोस ऑक्सीजन स्रोत के दबाए गए ब्लॉक होते हैं, ऑक्सीजन के लिए एक आउटलेट पाइप से सुसज्जित धातु आवास में रखा जाता है, इसमें ब्लॉक होते हैं पैरेललपिपेड के रूप में एक ठोस ऑक्सीजन स्रोत का, जबकि सोडियम क्लोरेट, कैल्शियम पेरोक्साइड और मैग्नीशियम की संरचना का उपयोग ऑक्सीजन के ठोस स्रोत के रूप में किया जाता है; संक्रमणकालीन इग्निशन तत्वों को मैग्नीशियम के साथ कैल्शियम पेरोक्साइड के मिश्रण से तैयार किया जाता है और एक टैबलेट के रूप में या तो ब्लॉक के अंत में या साइड फेस में दबाया जाता है, और ब्लॉक स्वयं परत दर परत और प्रत्येक में ज़िगज़ैग तरीके से रखे जाते हैं परत। चित्र 1 एक पाइरोकेमिकल जनरेटर, सामान्य दृश्य दिखाता है। जनरेटर में एक धातु आवास 1 है, जिसके अंत में एक आरंभिक उपकरण 2 है। आवास के ऊपरी किनारे पर ऑक्सीजन आउटलेट के लिए एक पाइप 3 है। ठोस ऑक्सीजन स्रोत के ब्लॉक 4 को परतों में रखा गया है और झरझरा सिरेमिक से बने गास्केट 5 द्वारा एक दूसरे से और आवास की दीवारों से अलग किया गया है। धातु की जाली 6 को ब्लॉकों की ऊपरी परत की पूरी सतह और शरीर के ऊपरी किनारे पर रखा जाता है, जिसके बीच एक बहुपरत फ़िल्टर 7 होता है। चित्र में। चित्र 2 जनरेटर में ठोस ऑक्सीजन स्रोत ब्लॉकों की एक परत बिछाने का आरेख दिखाता है। दो प्रकार के ब्लॉकों का उपयोग किया गया था - ब्लॉक के अंत में एक दबाए गए संक्रमण इग्निशन गोली 9 के साथ लंबे 4 और साइड दीवार में एक संक्रमण इग्निशन गोली के साथ छोटे 8। आरंभिक उपकरण 2 चालू होने पर जनरेटर सक्रिय हो जाता है, जिससे इग्निशन कंपोजिशन 10 प्रज्वलित होता है और मोमबत्ती का पहला ब्लॉक जलता है। दहन मोर्चा मोमबत्ती के शरीर के साथ लगातार चलता रहता है, संक्रमणकालीन इग्निशन टैबलेट 9 के माध्यम से संपर्क के बिंदुओं पर ब्लॉक से ब्लॉक तक चलता रहता है। मोमबत्ती के दहन के परिणामस्वरूप, ऑक्सीजन निकलती है। परिणामी ऑक्सीजन प्रवाह सिरेमिक 5 के छिद्रों से होकर गुजरता है, जहां यह आंशिक रूप से ठंडा होता है और फिल्टर सिस्टम में प्रवेश करता है। धातु की जाली और फिल्टर से गुजरते हुए, इसे अतिरिक्त रूप से ठंडा किया जाता है और अवांछित अशुद्धियों और धुएं से मुक्त किया जाता है। सांस लेने के लिए उपयुक्त शुद्ध ऑक्सीजन पाइप 3 के माध्यम से निकलती है। ऑक्सीजन उत्पादन की दर, आवश्यकताओं के आधार पर, वजन अनुपात NaClO 4 CaO 2 Mg 1 (0.20-0.24) में ऑक्सीजन के ठोस स्रोत की संरचना को बदलते हुए, 0.7 से 3 एल/मिनट की सीमा में बदला जा सकता है। 0.04-0.07) और 1 (0.1-0.2) के वजन अनुपात में इग्निशन तत्वों CaO 2 एमजी की संरचना। ठोस ऑक्सीजन स्रोत ब्लॉकों की एक परत का दहन 1 घंटे तक चलता है यदि लंबे समय तक संचालन आवश्यक है, तो दहन को पहले के समानांतर स्थित अगली परत में एक छोटे ब्लॉक 11 का उपयोग करके स्थानांतरित किया जाता है। जलने के एक घंटे के लिए मोमबत्ती के तत्वों का कुल वजन 300 ग्राम है; कुल ताप उत्सर्जन लगभग 50 किलो कैलोरी/घंटा है। प्रस्तावित जनरेटर में, समानांतर चतुर्भुज तत्वों के रूप में एक ऑक्सीजन मोमबत्ती एक दूसरे से उनके कनेक्शन को सरल बनाती है और सघन और कॉम्पैक्ट पैकेजिंग की अनुमति देती है। कठोर बन्धन और समानांतर चतुर्भुज ब्लॉकों की गतिशीलता का उन्मूलन एक श्वास तंत्र के हिस्से के रूप में परिवहन और उपयोग के दौरान उनकी सुरक्षा सुनिश्चित करता है, और इस प्रकार जनरेटर के दीर्घकालिक संचालन की विश्वसनीयता बढ़ जाती है।

दावा

1. पाइरोकेमिकल ऑक्सीजन जेनरेटर जिसमें संक्रमणकालीन इग्निशन तत्वों, एक आरंभिक उपकरण, थर्मल इन्सुलेशन और एक फिल्टर सिस्टम के साथ एक ठोस ऑक्सीजन स्रोत के दबाए गए ब्लॉक होते हैं, जो ऑक्सीजन के लिए एक आउटलेट पाइप से सुसज्जित धातु आवास में रखा जाता है, इसकी विशेषता यह है कि एक ठोस के ब्लॉक ऑक्सीजन स्रोत समानांतर चतुर्भुज के रूप में बनाए जाते हैं, इस मामले में, सोडियम क्लोरेट, कैल्शियम और मैग्नीशियम पेरोक्साइड की एक संरचना, और संक्रमणकालीन इग्निशन तत्व - मैग्नीशियम के साथ कैल्शियम पेरोक्साइड का मिश्रण - ऑक्सीजन के ठोस स्रोत के रूप में उपयोग किया जाता है और स्थित होता है ब्लॉक के अंत या किनारे पर। 2. दावे 1 के अनुसार एक ऑक्सीजन जनरेटर, जिसकी विशेषता यह है कि ठोस ऑक्सीजन स्रोत के ब्लॉक परत दर परत और प्रत्येक परत में ज़िगज़ैग तरीके से रखे जाते हैं।

"एक अभिनव परियोजना में रासायनिक विरोधाभास का उपयोग: ऑक्सीजन मोमबत्ती"

वोलोबुएव डी.एम., एगोयंट्स पी.ए., मार्कोसोव एस.ए. सीआईटीसी "एल्गोरिदम" सेंट पीटर्सबर्ग

एनोटेशन.

पिछले काम में, हमने एक रासायनिक विरोधाभास (सीपी) की अवधारणा पेश की थी, जिसे किसी संरचना से किसी पदार्थ को शामिल करने या हटाने से हल किया जाता है। इस कार्य में, हम एक नवीन परियोजना के उदाहरण का उपयोग करके एचपी को हल करने के लिए एल्गोरिदम का विश्लेषण करते हैं।

परिचय

नवीन परियोजनाओं के कार्यान्वयन के दौरान रासायनिक विरोधाभास अक्सर उत्पन्न होते हैं, लेकिन स्पष्ट रूप से तैयार नहीं किए जाते हैं, इसलिए ऐसी परियोजनाओं की सफलता केवल आविष्कारक टीम की विद्वता और वैज्ञानिक प्रशिक्षण से निर्धारित होती है। हमारे पिछले काम में दिए गए एचपी को हल करने के तरीकों का वर्गीकरण हमें यहां एचपी को हल करने के लिए एक चरण-दर-चरण एल्गोरिदम प्रस्तावित करने की अनुमति देता है, जिसे वैज्ञानिक अनुसंधान को व्यवस्थित करने और शायद लोगों के लिए काम के परिणामों की प्रस्तुति की सुविधा के लिए डिज़ाइन किया गया है। जो ऐसी खोज से कोसों दूर हैं.

एचपी समाधान की आवश्यकता, एक नियम के रूप में, एक नवाचार परियोजना के अंतिम (सत्यापन) चरण में उत्पन्न होती है। परियोजना के पिछले चरणों में अनुसंधान के संभावित क्षेत्रों, स्वीकार्य समाधानों के क्षेत्रों और सीमाओं की पहचान की गई थी। प्रस्तावित एल्गोरिदम पूर्ण होने का दावा नहीं करता है और परियोजनाओं की प्रगति के रूप में इसे परिष्कृत किया जाना चाहिए।

एचपी को हल करने के लिए चरण-दर-चरण एल्गोरिदम

1. तैयार हिमाचल प्रदेश
2. एक समाधान चुनें: (1) अतिरिक्त पदार्थ का परिचय या (2) पदार्थ को संरचना से अलग करना। पृथक्करण के लिए आमतौर पर पदार्थ को तरल या गैस चरण में स्थानांतरित करने की आवश्यकता होती है। यदि, समस्या की स्थितियों के अनुसार, पदार्थ ठोस चरण में है, तो विधि (1) का चयन किया जाता है
3. पदार्थों के वर्ग या प्रौद्योगिकियों के समूह को निर्दिष्ट करेंक्रमशः (1) या (2) के लिए।
4. फ़ंक्शन-उन्मुख खोज का उपयोग करें ( बांका) ऐसी तकनीक की पहचान करना जो वांछित तकनीक के यथासंभव करीब हो। खोज मुख्य रूप से प्रौद्योगिकियों के विस्तृत विवरण के साथ वैज्ञानिक लेखों और पेटेंट पर केंद्रित है।
5. उपयोग संपत्ति हस्तांतरण(पीएस) पाई गई वस्तुओं से लेकर बेहतर वस्तुओं तक।
6. अनुकूलित करने के लिए रचना का चयन करेंएफओपी के परिणामों और परियोजना की सीमाओं के आधार पर।
7. प्रयोगों की एक श्रृंखला की योजना बनाएंऔर, यदि आवश्यक हो, तो संरचना को अनुकूलित करने के लिए एक प्रयोगशाला सुविधा का निर्माण करें
8. प्रयोग करें और परिणाम प्रदर्शित करेंचरण आरेख या रचना त्रिकोण पर अनुकूलन
9. यदि अनुकूलन परिणाम असंतोषजनक है, वापस करनाबिंदु 3 पर और रचना को संशोधित करें या काम ख़त्म करो.

उदाहरण 1. ऑक्सीजन प्लग (उत्प्रेरक)।

प्रसंग: यह समस्या "धूम्र रहित सिगरेट" के आविष्कार के साथ उत्पन्न हुई - सिगरेट को एक सीलबंद डिब्बे में जलाना चाहिए, जिससे धूम्रपान करने वालों को केवल साँस लेते समय धुंआ मिले।

प्रतिबंध: केस छोटा (जेब में रखा हुआ) और सस्ता होना चाहिए।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि एक मामले में सिगरेट ऑक्सीजन बर्नआउट के कारण कुछ सेकंड में बुझ जाती है, इसलिए परियोजना का केंद्रीय कार्य एक सस्ते (डिस्पोजेबल) रासायनिक ऑक्सीजन जनरेटर का विकास माना जाता था।

संभावित स्थिति: ऑक्सीजन बर्थोलेट नमक के अपघटन से आती है। उत्प्रेरक (Fe 2 O 3) को जोड़ने से तापमान और प्रतिक्रिया दर कम हो जाती है, जिससे सक्रियण सीमा कम हो जाती है।

समाधान की प्रगति चरण दर चरण:

1. एचपी फॉर्मूलेशन: दहन का समर्थन करने के लिए ऑक्सीजन गैस दहन क्षेत्र में होनी चाहिए और थर्मल विस्फोट से बचने के लिए दहन क्षेत्र में नहीं होनी चाहिए।
2. समाधान: हम दिशा चुनते हैं (1) - एक अतिरिक्त पदार्थ जोड़ना, क्योंकि, समस्या की स्थितियों के आधार पर, हमें ऑक्सीकरण एजेंट को एकत्रीकरण की ठोस अवस्था में संग्रहित करना होगा।
3. पदार्थों के वर्ग का स्पष्टीकरण: वे पदार्थ जो महत्वपूर्ण मात्रा में ऊर्जा छोड़ते या अवशोषित करते हैं।
4. एफओपी परिणाम: बाजार में विद्यमान एक प्रणाली पाई गई जो शुद्ध ऑक्सीजन उत्पन्न करने का कार्य करती है - यह तथाकथित है। यात्री को सांस लेने के लिए आपातकालीन ऑक्सीजन प्रदान करने के लिए यात्री विमान में ऑक्सीजन मोमबत्ती का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। ऑक्सीजन मोमबत्ती का डिज़ाइन काफी जटिल है (उदाहरण के लिए देखें), और इसमें आमतौर पर एक वाल्व प्रणाली के साथ एक बफर स्टोरेज टैंक शामिल होता है, क्योंकि उपभोक्ता की आवश्यकता से अधिक तेजी से ऑक्सीजन जारी होती है।
5. गुण स्थानांतरण: पाए गए ऑक्सीजन मोमबत्ती से वांछित मिनी-मोमबत्ती में ऑक्सीजन उत्पन्न करने की क्षमता को स्थानांतरित करना आवश्यक है। लगाए गए प्रतिबंधों के कारण हमारे डिवाइस में बफर क्षमता का उपयोग अस्वीकार्य है, इसलिए मोमबत्ती की रासायनिक संरचना को अनुकूलित करने के लिए आगे का काम कम कर दिया गया है।
6. रचना का चयन: ऑक्सीडाइज़र की ओर स्थानांतरित संतुलन के साथ एक दोहरी ईंधन-ऑक्सीडाइज़र प्रणाली को आधार के रूप में चुना गया था। बर्थोलेट नमक एक सुलभ ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में काम करता था, और स्टार्च ईंधन और बांधने की मशीन के रूप में काम करता था।
7. प्रयोगों का डिज़ाइन और प्रयोगशाला सेटअप: स्टार्च की विभिन्न सांद्रता वाले स्टार्च और बर्थोलेट नमक के मिश्रण पर प्रयोगों की एक श्रृंखला आयोजित करना, प्रतिक्रिया समय और ऑक्सीजन उपज को मापना आवश्यक है। इस प्रयोजन के लिए, दूरस्थ विद्युत प्रज्वलन, प्रतिक्रिया समय की दृश्य निगरानी और ऑक्सीजन एकाग्रता के मात्रात्मक मूल्यांकन की संभावना के साथ एक प्रयोगशाला स्थापना को विकसित करना और इकट्ठा करना आवश्यक है। एकत्रित इंस्टालेशन चित्र 1 में दिखाया गया है।
8. प्रायोगिक परिणाम और निष्कर्ष: पहले प्रयोगों से पता चला कि इस दोहरी प्रणाली में वांछित समाधान अनुपस्थित है - ईंधन की थोड़ी मात्रा के साथ, जलती हुई मोमबत्ती ईंधन की मात्रा में वृद्धि के साथ बुझ जाती है, मोमबत्ती का दहन अस्वीकार्य रूप से जल्दी होता है - एक में; या मिनटों की आवश्यक इकाइयों के बजाय दो सेकंड => बिंदु 3 पर लौटें। बाद के दोहराए गए चरणों को सूचकांक "+" द्वारा दर्शाया गया है।
9. समाधान+: अतिरिक्त पदार्थ का योग.
10. पदार्थों के वर्ग का स्पष्टीकरण+: उत्प्रेरक
11. एफओपी और पीएस+: माचिस की संरचना का अध्ययन करने से हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि बर्थोलेट नमक के अपघटन के लिए उत्प्रेरक MnO 2 और Fe 2 O 3 हैं।
12. रचना चयन+: आधार संरचना में एक तीसरा पदार्थ मिलाया गया था - आयरन ऑक्साइड (Fe 2 O 3), जो एक साथ बर्थोलेट नमक के अपघटन के लिए उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है, प्रतिक्रिया सक्रियण सीमा को कम करता है और एक निष्क्रिय भराव होता है जो प्रतिक्रिया क्षेत्र से गर्मी को हटा देता है।
13. प्रायोगिक डिज़ाइन और लैब सेटअप+: वही (चित्र 1)। मिश्रण में उत्प्रेरक जोड़ने का प्रभाव पहले से स्पष्ट नहीं होता है, इसलिए उत्प्रेरक को थोड़ी मात्रा में और सुरक्षा सावधानियों के अनुपालन में जोड़ना शुरू हुआ।
14. प्रायोगिक परिणाम और निष्कर्ष+: बर्थोलेट नमक की अपघटन प्रतिक्रिया की दो-चरण प्रकृति के कारण, एक उत्प्रेरक के जुड़ने से तापमान में उल्लेखनीय कमी आई और, तदनुसार, प्रतिक्रिया दर में कमी आई।

चावल। 1. ऑक्सीजन मोमबत्ती के दहन उत्पादों में दहन मापदंडों और ऑक्सीजन एकाग्रता का निर्धारण करने के लिए प्रयोगशाला स्थापना।

इसके अलावा, एक उत्प्रेरक के जुड़ने से मिश्रण में ईंधन की सीमित मात्रा को काफी हद तक कम करना संभव हो गया, जिस पर एक स्थिर प्रतिक्रिया अभी भी बनी हुई है। अक्रिय भराव (एयरोसिल SiO 2) की बुनियादी दो-घटक प्रणाली में एक नियंत्रण योजक ने दहन दर में ध्यान देने योग्य परिवर्तन नहीं किया।

ऑक्सीजन प्लगएक उपकरण है, जो रासायनिक प्रतिक्रिया के माध्यम से जीवित जीवों द्वारा उपभोग के लिए उपयुक्त ऑक्सीजन का उत्पादन करता है। यह तकनीक रूस और नीदरलैंड के वैज्ञानिकों के एक समूह द्वारा विकसित की गई थी। कई देशों में बचाव सेवाओं द्वारा, हवाई जहाजों और आईएसएस जैसे अंतरिक्ष स्टेशनों पर भी इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इस विकास का मुख्य लाभ कॉम्पैक्टनेस और हल्कापन है।

अंतरिक्ष में ऑक्सीजन मोमबत्ती

आईएसएस पर ऑक्सीजन एक बहुत ही महत्वपूर्ण संसाधन है। लेकिन क्या होगा यदि किसी दुर्घटना या आकस्मिक खराबी के दौरान ऑक्सीजन आपूर्ति प्रणाली सहित जीवन समर्थन प्रणालियाँ काम करना बंद कर दें? जहाज पर मौजूद सभी जीवित जीव सांस नहीं ले पाएंगे और मर जाएंगे। इसलिए, विशेष रूप से ऐसे मामलों के लिए, सीधे शब्दों में कहें तो अंतरिक्ष यात्रियों के पास रासायनिक ऑक्सीजन जनरेटर की काफी प्रभावशाली आपूर्ति है; ऑक्सीजन मोमबत्तियाँ. ऐसा उपकरण कैसे काम करता है और अंतरिक्ष में इसका उपयोग कैसे किया जाता है, इसे फिल्म "अलाइव" में सामान्य शब्दों में दिखाया गया था।

हवाई जहाज़ में ऑक्सीजन कहाँ से आती है?

हवाई जहाज भी रसायन-आधारित ऑक्सीजन जनरेटर का उपयोग करते हैं। यदि बोर्ड पर दबाव पड़ता है या कोई अन्य खराबी आती है, तो प्रत्येक यात्री के पास एक ऑक्सीजन मास्क गिर जाएगा। मास्क 25 मिनट तक ऑक्सीजन का उत्पादन करेगा, जिसके बाद रासायनिक प्रतिक्रिया बंद हो जाएगी।

यह कैसे काम करता है?

ऑक्सीजन प्लगअंतरिक्ष में इसमें पोटेशियम परक्लोरेट या क्लोरेट होता है। अधिकांश हवाई जहाज बेरियम पेरोक्साइड या सोडियम क्लोरेट का उपयोग करते हैं। अन्य अनावश्यक तत्वों को ठंडा करने और साफ करने के लिए एक इग्निशन जनरेटर और एक फिल्टर भी है।

विमान में ऑक्सीजन को गैसीय, तरल और क्रायोजेनिक अवस्था (§ 10.3) में संग्रहित किया जा सकता है, और कुछ रासायनिक तत्वों के संयोजन में एक बाध्य अवस्था में भी रखा जा सकता है।

किसी विमान में ऑक्सीजन की आवश्यकता चालक दल के सदस्यों की ऑक्सीजन की खपत, आसपास के स्थान में इसके रिसाव की मात्रा और इसके मजबूर या आपातकालीन अवसादन के बाद पुनर्जनन केबिन में फिर से दबाव बनाने की आवश्यकता से निर्धारित होती है। अंतरिक्ष यान के केबिनों से रिसाव के कारण ऑक्सीजन की हानि आमतौर पर नगण्य होती है (उदाहरण के लिए, अपोलो अंतरिक्ष यान पर ~ 100 ग्राम/घंटा)।

सबसे अधिक ऑक्सीजन की खपत तब हो सकती है जब केबिन पर दबाव डाला जाता है।

किसी व्यक्ति द्वारा उपभोग की जाने वाली ऑक्सीजन की मात्रा व्यक्ति के वजन, उसकी शारीरिक स्थिति, गतिविधि की प्रकृति और तीव्रता, आहार में प्रोटीन, वसा और कार्बोहाइड्रेट का अनुपात और अन्य कारकों पर निर्भर करती है। ऐसा माना जाता है कि किसी व्यक्ति की औसत दैनिक ऑक्सीजन खपत, उसके ऊर्जा व्यय के आधार पर, 0.6 से 1 किलोग्राम तक भिन्न हो सकती है। लंबी अवधि की उड़ानों के लिए जीवन समर्थन प्रणाली विकसित करते समय, प्रति व्यक्ति औसत दैनिक ऑक्सीजन खपत आमतौर पर 0.9-1 किलोग्राम मानी जाती है।

इस पुनर्जनन प्रणाली का वजन और वॉल्यूमेट्रिक विशेषताएं उड़ान के समय और आवश्यक ऑक्सीजन भंडार और हानिकारक अशुद्धियों के अवशोषक के लिए भंडारण प्रणाली की विशेषताओं पर निर्भर करती हैं।

तरल अवस्था में 02 भंडारण प्रणाली के लिए गुणांक a लगभग 0.52-0.53 है, क्रायोजेनिक अवस्था में - 0.7, और गैसीय अवस्था में - लगभग 0.8 है।

हालाँकि, क्रायोजेनिक अवस्था में ऑक्सीजन का भंडारण अधिक लाभदायक है, क्योंकि इस मामले में, तरल ऑक्सीजन प्रणाली की तुलना में, सरल उपकरण की आवश्यकता होती है, क्योंकि भारहीन परिस्थितियों में ऑक्सीजन को तरल से गैसीय चरण में स्थानांतरित करने की कोई आवश्यकता नहीं होती है।

ऑक्सीजन के आशाजनक स्रोत कुछ रासायनिक यौगिक हैं जिनमें बड़ी मात्रा में बाध्य ऑक्सीजन होती है और इसे आसानी से छोड़ दिया जाता है।

कई अत्यधिक सक्रिय रासायनिक यौगिकों का उपयोग करने की व्यवहार्यता इस तथ्य से उचित है कि, प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप ऑक्सीजन की रिहाई के साथ, वे चालक दल के जीवन के दौरान जारी कार्बन डाइऑक्साइड और पानी को अवशोषित करते हैं। इसके अलावा, ये यौगिक केबिन के वातावरण को ख़राब करने में सक्षम हैं, यानी, गंध, विषाक्त पदार्थों को हटाने और बैक्टीरिया को नष्ट करने में सक्षम हैं।

ऑक्सीजन, अन्य तत्वों के साथ मिलकर, कई रासायनिक यौगिकों में मौजूद होती है। हालाँकि, उनमें से केवल कुछ का उपयोग O2 का उत्पादन करने के लिए किया जा सकता है। विमान में काम करते समय, रासायनिक यौगिकों को विशिष्ट आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए: 1) भंडारण के दौरान स्थिर होना, संचालन में सुरक्षित और विश्वसनीय होना; 2) आसानी से ऑक्सीजन छोड़ते हैं, और अशुद्धियों की न्यूनतम मात्रा के साथ; 3) CO2 और H20 के एक साथ अवशोषण के साथ जारी ऑक्सीजन की मात्रा इतनी बड़ी होनी चाहिए कि पदार्थों की आपूर्ति के साथ सिस्टम का वजन कम हो सके।

अंतरिक्ष यान पर, निम्नलिखित रासायनिक यौगिकों में ऑक्सीजन भंडार का उपयोग करने की सलाह दी जाती है: क्षार धातु सुपरऑक्साइड, हाइड्रोजन पेरोक्साइड, क्षार धातु क्लोरेट्स।

सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला ऑक्सीजन छोड़ने वाला पदार्थ पोटेशियम सुपरऑक्साइड है।

सुपरऑक्साइड कारतूस लंबी अवधि के भंडारण के लिए उपयुक्त हैं। पोटेशियम सुपरऑक्साइड से ऑक्सीजन रिलीज की प्रतिक्रिया को आसानी से नियंत्रित किया जा सकता है। यह बहुत महत्वपूर्ण है कि सुपरऑक्साइड कार्बन डाइऑक्साइड और पानी को अवशोषित करते समय ऑक्सीजन छोड़ते हैं। यह सुनिश्चित करना संभव है कि प्रतिक्रिया इस तरह से आगे बढ़े कि अवशोषित कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा और जारी ऑक्सीजन की मात्रा का अनुपात मानव श्वसन गुणांक के बराबर हो।

प्रतिक्रिया को अंजाम देने के लिए, एक गैस धारा को ऑक्सीजन से समृद्ध किया जाना चाहिए और इसमें कार्बन डाइऑक्साइड और वाष्प शामिल होंगे

पहली मुख्य प्रतिक्रिया में, 1 किलोग्राम K02 0.127 किलोग्राम पानी को अवशोषित करता है और 236 लीटर ऑक्सीजन गैस छोड़ता है। दूसरी मुख्य प्रतिक्रिया में, 1 किलो CO2 175 लीटर कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित करता है और 236 लीटर ऑक्सीजन गैस छोड़ता है।

द्वितीयक प्रतिक्रियाओं की उपस्थिति के कारण, पुनर्योजी में छोड़ी गई ऑक्सीजन की मात्रा और अवशोषित कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा का अनुपात व्यापक रूप से भिन्न हो सकता है और यह किसी व्यक्ति द्वारा उपभोग की गई ऑक्सीजन की मात्रा और कार्बन की मात्रा के अनुपात के अनुरूप नहीं है। उसके द्वारा छोड़ा गया डाइऑक्साइड।

किसी न किसी प्रकार की प्रतिक्रिया का घटित होना गैस प्रवाह में जलवाष्प और कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा पर निर्भर करता है। जैसे-जैसे जल वाष्प की मात्रा बढ़ती है, उत्पादित ऑक्सीजन की मात्रा बढ़ती है। पुनर्जनन कार्ट्रिज में ऑक्सीजन उत्पादकता का विनियमन कार्ट्रिज के इनलेट पर जल वाष्प की सामग्री को बदलकर किया जाता है।

क्षार धातु क्लोरेट्स (उदाहरण के लिए, NaC103) का उपयोग आपातकालीन साधन के रूप में किया जाता है, जिसका उद्देश्य केबिन के अचानक अवसादन की स्थिति में ऑक्सीजन का तेजी से उत्पादन करना है। रूप क्लोरेट सपोसिटरीज़.

इस मामले में व्यावहारिक रूप से संभावित ऑक्सीजन उपज ~40to/o है। क्लोरेट्स की अपघटन प्रतिक्रिया ऊष्मा के अवशोषण के साथ होती है। प्रतिक्रिया के लिए आवश्यक ऊष्मा लौह चूर्ण के ऑक्सीकरण के परिणामस्वरूप निकलती है, जिसे क्लोरेट मोमबत्तियों में मिलाया जाता है। मोमबत्तियाँ फॉस्फोरस माचिस या इलेक्ट्रिक इग्नाइटर का उपयोग करके जलाई जाती हैं। क्लोरेट सपोजिटरीलगभग 10 मिमी/मिनट की गति से जलें।

केबिन में गैसीय वातावरण के लिए गैसीय या क्रायोजेनिक ऑक्सीजन के भंडार के आधार पर पुनर्जनन प्रणालियों का उपयोग करते समय, गैसीय वातावरण को जल वाष्प, कार्बन डाइऑक्साइड और हानिकारक अशुद्धियों से सुखाना आवश्यक है।

गैस पर्यावरण को सुखाने का काम जल अवशोषकों के माध्यम से या हीट एक्सचेंजर्स के माध्यम से गैस को प्रवाहित करके किया जा सकता है जो गैस को ओस बिंदु से नीचे ठंडा करते हैं, इसके बाद संघनित नमी को हटा देते हैं।