O hélio de liquefação é um processo que requer temperaturas extremamente baixas e alta pressão. Aqui está um colapso do processo:
1. Pré-resfriamento: O gás de hélio é resfriado primeiro a cerca de 20 K (-253,15 ° C ou -423,67 ° F) usando um pré-refrigerador. Isso pode ser alcançado usando nitrogênio líquido ou outros refrigerantes.
2. Expansão de Joule-Thomson: O gás de hélio resfriado é passado por um dispositivo especial chamado válvula Joule-Thomson. Esta válvula cria uma queda repentina na pressão, fazendo com que o gás se expanda e esfrie ainda mais. O helium, no entanto, tem uma temperatura de inversão de 40 K, o que significa que ele só esfriará ainda mais nesse processo, se já estiver abaixo dessa temperatura.
3. Resfriamento adicional: Para ficar abaixo da temperatura de inversão, é necessário um método de refrigeração diferente. Isso geralmente é alcançado usando um
Cryocooler ou
refrigerador de tubo de pulso . Esses dispositivos usam vários princípios termodinâmicos para alcançar temperaturas abaixo de 4 K.
4. Condensação: Quando o gás de hélio atingir seu ponto de ebulição (4,2 K ou -268,95 ° C ou -452,11 ° F), ele se condensará em um estado líquido.
5. Armazenamento: O hélio líquido é tipicamente armazenado em dewars especializados, que são recipientes isolados a vácuo de parede dupla, projetados para minimizar a transferência de calor.
Pontos de chave: *
baixas temperaturas são essenciais: O hélio tem um ponto de ebulição muito baixo, portanto, atingir essas temperaturas é crucial para a liquefação.
*
A pressão também é importante: A aplicação de pressão ao gás de hélio pode ajudar a promover a liquefação, reduzindo o volume e aumentando a densidade.
*
É necessário equipamento especial: O processo requer equipamentos especializados, como válvulas Joule-Thomson, Cryocoolers e Dewars para manter e lidar com temperaturas extremamente baixas.
Aplicações de hélio líquido: *
Pesquisa científica: O hélio líquido é usado para resfriar ímãs supercondutores em máquinas de ressonância magnética, aceleradores de partículas e outros instrumentos científicos.
*
Imagem médica: A ressonância magnética (ressonância magnética) baseia -se em ímãs supercondutores que são resfriados com hélio líquido.
*
Outras aplicações: O hélio líquido também é usado em pesquisas de baixa temperatura, criogenia e certos processos industriais.
O hélio de liquefação é um processo complexo e intensivo em energia, mas é crucial para uma ampla gama de aplicações em ciências, medicina e indústria.
