Šiame straipsnyje aptarsime deguonies būsenas, ypač kietąją būseną, jo savybes ir panaudojimą. Taip pat panagrinėsime kitus kietus kūnus, kurie gali būti naudojami kaip tepalai, ir ledo formavimąsi kosmose.
Deguonies fazių diagrama
Sausieji Tepalai: Kietosios Medžiagos, Mažinančios Trintį
Sausi tepalai iš esmės yra kietieji tepalai, kurių yra kietoje būsenoje, tačiau net jei jie yra kieto būvio, jie gali sumažinti trintį tarp skirtingų paviršių. Tai pati savaime yra viena iš geriausių sausų tepalų savybių, nes norint atlikti šį norimą procesą nereikia jokios skystos terpės.
Yra keturi sausų tepalų tipai, tarp kurių grafitas ir molibdeno disulfidas yra dažniausiai naudojami mašinų pramonėje. Jų pritaikymas yra platus ir lengvai pritaikomas prie aplinkos, nes jie yra pagrindinis šaltinis, palengvinantis pramonę visame pasaulyje, todėl grafitas ir molibdeno disulfidas naudojami kaip sausieji tepalai.
Sausųjų Tepalų Savybės
Dauguma sausų tepalų turi mažos trinties savybes, kurios atsiranda dėl sluoksninės struktūros molekuliniame lygmenyje. Sukibimas tarp sluoksnių yra silpnas, todėl naudojant minimalią jėgą tokie sluoksniai slysta vienas kito atžvilgiu, todėl sluoksniams suteikiamos mažos trinties charakteristikos.
Be to, kaip ir sausieji tepalai, kai kurios kietosios medžiagos, turinčios nelamelinę struktūrą, veikia taip pat. Į juos įeina deimantas, retųjų žemių fluoridai, kai kurie kietieji oksidai, politetrafluoretilenas ir kai kurie konkretūs minkštieji metalai, tokie kaip alavas, sidabras, švinas ir indis.
Sutankinti oksidiniai glazūros sluoksniai gaminami metalinėse slankiojančiose sistemose kelių šimtų laipsnių Celsijaus temperatūroje, o jų mažos trinties charakteristikos nesulaukė daug dėmesio.
Grafito ir Molibdeno Disulfido Panaudojimas
- Grafito pagrindo tepalai, skirti įvairioms reikmėms, įskaitant kepyklų krosnių grandines ir geležinkelių jungiklių plokščių tepalus. Taip pat siūlome išplečiamas ir išplėstas grafito miltelius.
- Natūralaus molibdeno disulfido (MoS2) miltelių purškiklis - efektyvus sausasis tepiklis ekstremalaus tepimo atvejams, tokiems kaip didelės apkrovos ar aukštos temperatūros. Molibdeno disulfidas (MoS2): Vakuume jis sutepa.
- Grafitas: kai reikia sutepti uolienas, grafitas yra labai paplitęs, nes skystas tepalas padeda dalelėms įstrigti spynoje, todėl problema tampa dar sudėtingesnė.
- Grafitas naudojamas mašinų stabdymo darbuose, rutuliniuose guoliuose, atvirose pavarose, fortepijono veiksmuose, žalvariniuose instrumentų vožtuvuose, geležinkelio bėgių jungtyse, maisto pramonėje ir oro kompresoriuose.
- Kaip sudedamoji komponentė savitepio tepimo mišiniuose, pvz. Nuvalykite ir nusausinkite detales.
Ledas Kosmose: Marsas ir Titanas
Ledas ir ugnis - stichijos, kurias žmonės vertino nuo priešistorinių laikų. Šiais laikais ledas gali padėti ir nežemiškos gyvybės paieškoms, ir žmonių kelionėse į kosmosą. Praeitos savaitės naujienose turime du pranešimus apie ledą Marse: vandens ledo formavimąsi vidurinėse platumose senovėje ir anglies dvideginio ledo graužiamus griovius kopų šlaituose šiandien.
Dar egzotiškesnis ledas randamas Saturno palydove Titane; ten vandenilio cianido lede gali būti netgi metano ir etano priemaišų, nors seniau manėme, kad šios molekulės tarpusavyje visiškai nesąveikauja.
Ledo susidarymas Marse
Vulkanizmas ir Ledas Marse
Marso paviršiuje esama gana daug vandens ledo. Nors didžiausios jo sankaupos, aišku, randamos ašigalinėse kepurėse, beveik neabejotinai reikšmingi ledo klodai egzistuoja ir vidurinėse platumose, negiliai po paviršių dengiančiomis dulkėmis. Vienas galimas paaiškinimas - sprogūs ugnikalnių išsiveržimai. Marse tokie vyko prieš maždaug 4,1-3 milijardus metų, Noacho ir Hespero geologinių epochų metu.
Naudodami planetinį klimato modelį, tyrėjai sumodeliavo vandens garų išsiveržimus per tokius sprogimus. Skaičiavimai parodė, kad išsiskiriantys vandens garai galėjo užšalti šaltoje Marso atmosferoje ir iškristi kaip ledo ar ledo-pelenų krituliai. Per vos vieną trijų dienų trukmės ugnikalnio išsiveržimą paskleisti garai galėjo padengti paviršių iki penkių metrų storio ledo sluoksniu. Jei ledą padengė dulkės ar vulkaninės nuosėdos, jis galėjo išlikti ilgą laiką. Tai paaiškina, kaip ledo sluoksniai galėjo išsilaikyti ties vidurinėmis platumomis iki šių dienų, kai Marso atmosfera praretėjo ir paviršiuje atsivėrę ledo sluoksniai turėtų išgaruoti.
Sausas Ledas Marse
Kai kuriose Marso kopose randami daugmaž lygiagretūs vingiuoti šlaitais besileidžiantys kanalai. Anksčiau manyta, kad juos formavo smėlio nuošliaužos, varomos po pat paviršiumi tekančio vandens. Visgi naujesni palydoviniai stebėjimai rodo, kad už kanalus greičiausiai atsakingas sausas ledas. Jie formuojasi vietinį pavasarį, kai ima garuoti anglies dvideginio ledas. Žiemą, kai temperatūra krenta iki -120°C, ant kopų gali susiformuoti net 70 cm storio anglies dvideginio ledo sluoksnis.
Pavasario pradžioje įšilusiuose kopų šlaituose formuojasi atskiri ledo blokai, siekiantys net iki metro ilgio. Menka atmosfera ir didelis temperatūros skirtumas tarp šilto kopų smėlio ir ledo lemia, kad apatinė bloko pusė iškart ima sublimuoti - virsti dujomis. Dujos greitai plečiasi, tad iš šalies atrodytų, jog ledas sproginėja.
Sausas ledas Marse
Netikėti Molekulių Mišiniai Titane
Chemijoje galioja taisyklė „panašus tirpina panašų“ - polinės molekulės, tokios kaip vanduo, tirpina kitus polinius junginius, bet nesimaišo su nepoliniais, tokiais kaip aliejus. Šis principas nulemia daugelį cheminių procesų. Tačiau naujas atradimas meta iššūkį šiai taisyklei ir gali pakeisti supratimą apie cheminių reakcijų tinklą Saturno palydove Titane.
Mokslininkai atliko eksperimentus, maišydami vandenilio cianidą su metanu ir etanu tokiose žemose temperatūrose, kokios vyrauja Titane - maždaug -180°C. Tokiame šaltyje vandenilio cianidas kristalizuojasi, o metanas ir etanas virsta skysčiais. Vandenilio cianidas yra stipriai polinė molekulė, daug poliškesnė už vandenį, tuo tarpu metanas ir etanas yra visiškai nepoliniai.
Galaktikos Chemija ir Planetų Struktūra
Elementai, iš kurių formuojasi planetos, susidaro žvaigždėse. Masyvios žvaigždės greitai gimsta ir trumpai gyvena, o po supernovų sprogimų į aplinką išmeta tokius elementus, kaip deguonis, silicis ir magnis. Tuo tarpu mažesnės masės žvaigždės gyvena ilgiau, tačiau galiausiai jų liekanos - baltosios nykštukės - irgi gali sprogti ir išmesti geležį, kobaltą ir nikelį.
Skirtingas procesų tempas reiškia, kad per Galaktikos istoriją elementų gausos santykiai kito. Naujame tyrime analizuojama, kaip ši galaktinė cheminė evoliucija veikia planetų formavimosi procesą.
Taigi planetos, skriejančios aplink senesnes žvaigždes, turėtų pasižymėti mažesniu tankiu nei planetos aplink jaunesnes žvaigždes. Šie modeliavimo rezultatai bendrai paėmus dera su naujausiais stebėjimų duomenimis apie planetų, besisukančių aplink skirtingo amžiaus žvaigždes, savybes. Tai reiškia, kad Galaktikos istorija tiesiogiai atsispindi planetų vidinėje struktūroje.
Baltosios Nykštukės ir Potvyniai
Baltosios nykštukės yra kompaktiškos žvaigždžių, panašių į Saulę, liekanos. Tyrėjai suformulavo teorinį modelį, kuriuo galima paaiškinti baltųjų nykštukių temperatūros padidėjimą trumpo periodo dvinarėse sistemose. Tam jie apjungė baltosios nykštukės struktūros modelį, kuriame įtraukiama ir temperatūra, su potvyninių jėgų keliamos trinties, o kartu ir kaitinimo, modeliu.
Tyrėjai prognozuoja, kad išsipūtusios baltosios nykštukės turėtų pradėti sąveikauti ir viena kitai perduoti masę daug anksčiau, nei rodė ankstesni modeliai. Sąveikos pradžios metu sistemos orbitos periodas gali siekti apie 17 minučių - trigubai daugiau, nei ankstesnių modelių prognozuojamos penkios minutės.