Hel (He2) w nurkowaniu

mieszanki oddechowe

Hel - bezbarwny, bezwonny bez zapachu, nietoksyczny i niewybuchowy z liczbą atomową 2 oraz masą atomową 4. Hel jest drugim po wodorze najbardziej rozpowszechnionym pierwiastkiem we wszechświecie. Posiada małą gęstość, co zmniejsza opory oddechowe. Posiada znacznie mniejsze działanie narkotyczne od azotu. Jego największą wadą jest pięciokrotnie większa od powietrza przewodność cieplna, co powoduje szybkie ochłodzenie organizmu nurka. Stosowany jako składnik trimix-u, mieszanki używanej bardzo powszechnie do nurkowań poniżej 50m.

Podstawowe właściwości:

Gęstość (293 K): 0001787 g/cm3 (7.25 razy lżejszy od powietrza)
Temperatura topnienia: : -272.05 °C pod ciśnieniem 26 atm. (0.95 K)
Temperatura wrzenia: -268.785 °C (4.215 K)
Ciepło właściwe: 5.193 J/gK
Ciepło topnienia: 5.23 kJ/mol
Ciepło parowania: 0.0845 kJ/mol
Rozpuszczalność w tkankach 0,015
Wsp. rozpuszczalności woda-tłuszcz 1,7
Potencjał narkotyczny 4,26
Przewodność cieplna: 0.00152 W/(cm*K) ( 6 razy więcej niż powietrza)

Do celów nurkowych stosuje się Hel o czystości 5.0 (zawartość helu 99,999%); 4,6 (99,996%) lub 4.0 (99,99%). Jednak nie nurkujemy na czystym tlenie, przeważnie jest to mieszanka tlenu, azotu i helu - trimix. Trimiks może mieć bardzo różny skład, zależy to od zakresu głębokości na których jest stosowany.

Hel ze względu na dużą przewodność cieplną 6-sio krotnie większą niż powietrze nie nadaje się do napełniania suchych skafandrów, jeżeli nurkujemy na mieszance zawierającej hel, suchy skafander powinien być napełniany z dodatkowej butli, wypełnionej najlepiej argonem (mała przewodność cieplna) lub powietrzem.

Oddychanie mieszanką z zawartością helu powoduje bardzo ciekawy efekt zmiany głosu, powszechnie nazywany efektem Kaczora Donalda, ze względu na podobieństwo w brzmieniu. Zmiany te utrudniają komunikację słowną pod wodą.

Uwaga: nie należy oddychać 100% helem, doprowadzi to do utraty przytomności na skutek niedotlenienia, w przypadku braku pomocy skończy się śmiercią. Jeden wdech nas nie zabije, bo przecież nie jest to gaz toksyczny, ale przed następnym wdechem proponuję pooddychać powietrzem. Jeżeli już chcemy pooddychać mieszanka helową, w celu zmiany tonu głosu (zabawa), proponuję użyć do tego mieszaniny helu i tlenu. Zawartość tlenu powinna wynosić przynajmniej 21%.

Trochę dywagacji na temat czy hel przy rozprężaniu ogrzewa się?

> uzasadnienie miałeś na fizyce w szkole średniej (lub podstawowej noze> nawet)
> i nazywa się równanie van der wallsa> Tomasz Zabierek

Witam. Moim skromnym zdaniem, samo równanie Van der Waalsa nie wystarczy.

Zmiana temperatury gazu podczas zmiany ciśnienia i objętości (rozprężanie) nazywana jest, jak wszyscy wiemy, zjawiskiem Joule'a-Thompsona. Ortodoksyjni teoretycy wspomną jeszcze o tym, że przemiana jest adiabatyczna, przemilczmy to (nie ta Grupa).

Każdy nurek wie, że jak gaz się spręża, to temperatura rośnie, a jak rozpręża, to maleje. Ale to czy temperatura podczas rozprężania rośnie, czy maleje, zależy również od rodzaju gazu (lub mieszaniny) oraz ciśnienia i temperatury.

Dla większości gazów (w temperaturze pokojowej) zmiana temperatury w zjawisku jest ujemna (ochłodzenie czyli tzw. dodatnie zjawisko Joulea-Thomsona). Spowodowane jest to tym, że siły przyciągania między cząsteczkami przeważają nad siłami odpychania, dlatego podczas rozprężania cząsteczki wykonują pracę przeciwko tym siłom i zmniejszą swoją energię wewnętrzna, a więc i temperaturę. Na marginesie, te siły właśnie opisał Van der Waals (podobno dzięki nim świat się trzyma kupy).

W przypadku gdy przeważają siły odpychania temperatura podczas rozprężania rośnie (np. dla gazów o dużej gęstości i temperaturze), a proces nosi nazwę ujemnego zjawiska-Thomsona. Hel jest właśnie takim przypadkiem, ale nie zawsze rozprężanie helu powoduje jego ogrzewanie.

W danych warunkach P i V istnieje temperatura (tzw. temperatura inwersji), przy której dla każdego gazu występuje dodatnie zjawisko Joulea-Thomsona.

Pozdrawiam cienkim głosem wszystkich wdychających hel. Leszek

Więcej o tym zjawisku można przeczytać na stronie wpływ zjawiska Joule'a-Thomsona na zamarzanie automatów.