ద్రవ ఆక్సిజన్
ద్రవ ఆక్సిజన్ (liquid oxygen - లిక్విడ్ ఆక్సిజన్ - సంక్షిప్తంగా - LOx, LOX లేదా Lox) అనేది ఉపగ్రహ వాహక నౌకలు, జలాంతర్గామి, వాయు పరిశ్రమలలో వాడే ఆక్సీకరణి. మౌలిక ఆక్సిజన్ యొక్క భౌతిక రూపాలలో ఒకటి. దీనిని రాబర్ట్ హెచ్. గొడ్దార్డ్ 1926 లో కనుగొన్న మొట్టమొదటి ద్రవ-ఇంధన రాకెట్‌లో ఆక్సిడైజర్‌గా ఉపయోగించారు, ఇది ఇప్పటి వరకు కొనసాగుతోంది.[1]
భౌతిక ధర్మాలు
[మార్చు]ద్రవ ఆక్సిజన్ లేత నీలం రంగును కలిగి ఉంటుంది. ఇది పారా అయస్కాంత పదార్థం: ఇది శక్తివంతమైన గుర్రపునాడా అయస్కాంత ధ్రువాల మధ్య తేలియాడుతుంది[2]. ద్రవ ఆక్సిజన్ సాంద్రత 1.141 g/cm3 (1.141 kg/L or 1141 kg/m3), ఇది నీటి సాంద్రత కంటే కొద్దిగా ఎక్కువ. 101.325 kPa (760 mmHg) వద్ద దీని ఘనీభవన ఉష్ణోగ్రత 54.36 K (−218.79 °C; −361.82 °F), మరుగు ఉష్ణోగ్రత 90.19 K (−182.96 °C; −297.33 °F) ఉంటుంది. ద్రవ ఆక్సిజన్ 1 ప్రామాణిక వాతావరణం (100 kPa), 20 °C (68 °F) వద్ద 1: 861 యొక్క విస్తరణ నిష్పత్తిని కలిగి ఉంది.[3][4] ఈ కారణంగా ఇది కొన్ని వాణిజ్య, సైనిక విమానాలలో ఆక్సిజన్‌ను శ్వాసించే రవాణా వనరుగా ఉపయోగిస్తారు.
దాని క్రయోజెనిక్ స్వభావం కారణంగా, ద్రవ ఆక్సిజన్ అది తాకిన పదార్థాలు చాలా పెళుసుగా మారతాయి. ద్రవ ఆక్సిజన్ కూడా చాలా శక్తివంతమైన ఆక్సీకరణ కారకం: సేంద్రీయ పదార్థాలు ద్రవ ఆక్సిజన్‌లో వేగంగా, శక్తివంతంగా దహనం చెందుతాయి. ఇంకా, ద్రవ ఆక్సిజన్‌లో ముంచినట్లయితే, బొగ్గు బ్రికెట్స్, కార్బన్ బ్లాక్ మొదలైన కొన్ని పదార్థాలు మంటలు, స్పార్క్‌లు వంటి జ్వలన మూలాల నుండి అనూహ్యంగా పేలిపోతాయి. తారుతో సహా పెట్రోకెమికల్స్ తరచుగా ఈ ప్రవర్తనను ప్రదర్శిస్తాయి.[5]
టెట్రాక్సిజన్ అణువు (O4) ను 1924 లో గిల్బర్ట్ ఎన్. లూయిస్ మొదట ఊహించాడు. క్యూరీ నియమాన్ని ద్రవ ఆక్సిజన్ ఎందుకు ధిక్కరించిందో వివరించడానికి దీనిని ప్రతిపాదించాడు. ఆధునిక కంప్యూటర్ అనుకరణలు ద్రవ ఆక్సిజన్‌లో స్థిరమైన O4 అణువులు లేనప్పటికీ, O2 అణువులు జతలలో వ్యతిరేక సమాంతర స్పిన్‌లను కలిగి ఉంటాయి. అవి అస్థిరమైన O4 యూనిట్లను ఏర్పరుస్తాయి[6].
మరుగు స్థానం ఆక్సిజన్ −183 °C (90 K) కన్నా ద్రవ నత్రజని −196 °C (77 K) కి తక్కువగా ఉంటుంది. ద్రవ నత్రజని కలిగిన నాళాలు గాలి నుండి ఆక్సిజన్‌ను ఘనీభవిస్తాయి: అటువంటి పాత్ర నుండి ఎక్కువ నత్రజని ఆవిరైనప్పుడు ద్రవ ఆక్సిజన్ మిగిలినది సేంద్రీయ పదార్థంతో ఎక్కువగా స్పందించే ప్రమాదం ఉంది. దీనికి విరుద్ధంగా, ద్రవ నత్రజని లేదా ద్రవ గాలిని బహిరంగ ప్రదేశంలో నిలబడనివ్వడం ద్వారా ఆక్సిజన్ సమృద్ధిగా ఉంటుంది; వాతావరణ ఆక్సిజన్ దానిలో కరిగిపోతుంది, అయితే నత్రజని ప్రాధాన్యంగా ఆవిరైపోతుంది.
ద్రవ ఆక్సిజన్ సాధారణ పీడన మరిగే సమయంలో తలతన్యత 13.2 డైనాలు / సెం.మీ.[7]
ఉపయోగాలు
[మార్చు]వాణిజ్యంలో, ద్రవ ఆక్సిజన్ ఒక పారిశ్రామిక వాయువుగా వర్గీకరించబడింది. పారిశ్రామిక, వైద్య ప్రయోజనాల కోసం విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. క్రయోజెనిక్ ఎయిర్ సెపరేషన్ ప్లాంట్‌లో పాక్షిక స్వేదనం ద్వారా గాలిలో సహజంగా లభించే ఆక్సిజన్ నుండి ద్రవ ఆక్సిజన్ లభిస్తుంది.
ద్రవ ఆక్సిజన్ వ్యూహాత్మక ప్రాముఖ్యతను వైమానిక దళాలు చాలాకాలంగా గుర్తించాయి, ఇవి ఆక్సిడైజర్‌గా, ఆసుపత్రులలో, అధిక ఎత్తులో ఉన్న విమాన విమానాలలో శ్వాస తీసుకోవటానికి వాయువుగా గుర్తించారు. 1985 లో, USAF అన్ని ప్రధాన వినియోగ స్థావరాల వద్ద తన సొంత ఆక్సిజన్-ఉత్పత్తి సౌకర్యాలను నిర్మించే కార్యక్రమాన్ని ప్రారంభించింది[8].[9]
మూలాలు
[మార్చు]- ↑ "First liquid-fueled rocket". HISTORY (in ఇంగ్లీష్). Retrieved 2019-03-16.
- ↑ Moore, John W.; Stanitski, Conrad L.; Jurs, Peter C. (21 January 2009). Principles of Chemistry: The Molecular Science. Cengage Learning. pp. 297–. ISBN 978-0-495-39079-4. Retrieved 3 April 2011.
- ↑ Cryogenic Safety. chemistry.ohio-state.edu.
- ↑ Characteristics Archived 2012-02-18 at the Wayback Machine. Lindecanada.com. Retrieved on 2012-07-22.
- ↑ "Liquid Oxygen Receipt, Handling, Storage and Disposal". USAF Training Film.
- ↑ Oda, Tatsuki; Alfredo Pasquarello (2004). "Noncollinear magnetism in liquid oxygen: A first-principles molecular dynamics study" (PDF). Physical Review B. 70 (134402): 1–19. Bibcode:2004PhRvB..70m4402O. doi:10.1103/PhysRevB.70.134402.[permanent dead link]
- ↑ https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20110014531.pdf J.M. Jurns and J.W. Hartwig (2011). Liquid Oxygen Liquid Acquisition Device Bubble Point Tests With High Pressure LOX at Elevated Temperatures, p.4
- ↑ Arnold, Mark. 1U.S. Army Oxygen Generation System Development Archived 2017-03-15 at the Wayback Machine. RTO-MP-HFM-182. dtic.mil
- ↑ Timmerhaus, K. D. (8 March 2013). Advances in Cryogenic Engineering: Proceedings of the 1957 Cryogenic Engineering Conference, National Bureau of Standards Boulder, Colorado, August 19–21, 1957. Springer Science & Business Media. pp. 150–. ISBN 978-1-4684-3105-6.