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液态氢作为火箭燃料的原因

2023-11-14 15:22 1314浏览

液态氢作为火箭燃料的原因是:液态氢的热值大,在质量相同时,比其他燃料燃烧放出的热量多。能使火箭获得很大的初速度,所以要选液态氢做为火箭发动机的燃料。

什么是液态氢

液氢,是由氢气经过降温而得到的液体,是一种无色、无味的高能低温液体燃料。一个大气压下的正常氢沸点为20.37K(-252.78℃),凝固点为13.96K(-259.19℃)。

液氢是由氢液化而成的无色无臭的透明液体,是仲氢(p-H2)和正氢(o-H2)的混合物。正氢和仲氢是分子氢的两种自旋异构体,这种异构现象是由于两个氢原子的核自旋有两种可能的偶合而引起的。

正氢的原子核自旋方向相同,仲氢的原子核自旋方向相反。仲氢分子的磁矩为零,正氢分子的磁矩为质子磁矩的两倍。仲氢与正氢的化学性质完全相同,而物理性质有所差异,表现为仲氢的基态能量比正氢低。在室温或高于室温时,正、仲氢的平衡组成为75:25,称为标准氢(n-H2)或正常氢。低于常温时,正仲氢的平衡组成将发生变化,仲氢所占的百分比增加。

气态氢的正仲态转化在存在催化剂的情况下才能发生,而液态氢则在没有催化剂的情况下自会自发地发生正仲转化,但转化速率较慢。氢的正仲转化是一放热反应,转化过程中放出的热量和转化时的温度有关。

为减少正仲氢转化放热造成的液氢蒸发损失,所有液氢产品中要求仲氢含量至少在95%以上,即要求液化时将正氢基本上都催化转化为仲氢。

液态氢是什么颜色

无色,液态氢(LH2),俗称液氢,是由氢气经由降温而得到的液体。液态氢须要保存在非常低的温度下(大约在20.268开尔文,-252.8℃)。它通常被作为火箭发射的燃料。

液氢与液氧组成的双组元低温液体推进剂的能量极高,已广泛用于发射通讯卫星、宇宙飞船和航天飞机等运载火箭中,液氢还能与液氟组成高能推进剂。

液态氢有什么作用

1、在工业上的用途

用作化工原料,生产化肥、染料、塑料、甲醇及油类和脂肪的氢化等。

2、在民生上的用途

氢可取代天然气及煤气为居民生活取暖、烹煮、加热水等提供能源。

3、在交通运输方面的用途

氢可做合成燃料替代石油,用于汽车、飞机、船舶上。氢的热值为1.4*10^8J/kg,汽油为4.6*10^7J/kg。液态氢的燃烧产物是水,对环境污染非常低,主要问题仍在于降低制氢的成本,解决氢的储运等。

4、在航空航天上的用途

氢目前最重要的用途之一是作为航空航天工业用燃料,通过液氢、液氧燃烧产生的巨大推力将火箭等送上太空。