Si utilizamos una sonda de escaneo para ordenar los átomos de hidrógeno, ¿cuánto tiempo tardará en funcionar?

Si utilizamos una sonda de escaneo para ordenar los átomos de hidrógeno, nos llevará unos 3.000 años de trabajo.

Introducción a los átomos de hidrógeno:

Los átomos de hidrógeno son átomos del elemento hidrógeno. El modelo del átomo de hidrógeno es eléctricamente neutro. El átomo contiene un protón positivo y un electrón negativo, que están unidos dentro del átomo por la ley de Coulomb. Sólo hay tres isótopos de hidrógeno: el protio (P) tiene 1 protón en el núcleo, no tiene neutrones y una abundancia del 99,98%. En el núcleo de un átomo de hidrógeno pesado hay 1 protón y 1 neutrón, con una abundancia del 0,016%.

Estabilidad:

Piensa en la estabilidad de los átomos de hidrógeno y aplica la electrodinámica clásica para analizarla. Debido a la fuerza de Coulomb, los electrones unidos serán atraídos hacia el núcleo y caerán dentro del mismo. Núcleo en movimiento espiral. El núcleo atómico irradia energía infinita al mismo tiempo, por lo que el átomo es inestable. Sin embargo, este fenómeno virtual no ocurre realmente en la naturaleza.

Entonces, ¿por qué los electrones unidos a los átomos de hidrógeno no caen en el núcleo? Aplicando la mecánica cuántica, se puede calcular que la energía del estado fundamental del sistema de átomos de hidrógeno es mayor que un cierto valor finito. Se dice que este resultado satisface la "primera condición de estabilidad", es decir, la energía del estado fundamental E0 del hidrógeno. El átomo es mayor que un cierto valor finito: Heisenberg de la mecánica cuántica. El principio de incertidumbre se puede utilizar para ilustrar heurísticamente este problema.

Usos del hidrógeno:

1. Gas natural

Tras la mejora de la generación de energía a gas, se necesitarán 15,9 millones de metros cúbicos de gas para producirlo. cada día se producen localmente 500 kilogramos en las gasolineras modificadas, lo que equivale al coste de modificar 777.000 gasolineras por un billón de dólares; se pueden producir 150 millones de toneladas de hidrógeno al año; Supongamos que el costo de inversión de no disponer de un sistema de distribución de hidrógeno adicional equivale a 3 dólares EE.UU. por unidad GGE de energía nuclear.

2. Energía del hidrógeno

El hidrógeno tiene una alta volatilidad y alta energía. Es un portador de energía y combustible. Al mismo tiempo, el hidrógeno también se utiliza ampliamente en la producción industrial. La industria utiliza actualmente 550 mil millones de metros cúbicos de hidrógeno cada año. El hidrógeno se utiliza junto con otras sustancias para producir amoníaco y fertilizantes. También se utiliza en procesos de refinación de gasolina, pulido de vidrio, soldadura de oro, detección de globos meteorológicos y en la industria alimentaria.

El hidrógeno líquido se puede utilizar como combustible para cohetes porque la temperatura de licuefacción del hidrógeno es de -253°C. La energía del hidrógeno tiene el potencial de convertirse en una importante fuente de energía secundaria en el escenario energético mundial en el siglo XXI. Es una nueva fuente de energía extremadamente superior. Sus principales ventajas son: alto poder calorífico de combustión. El calor generado al quemar hidrógeno por kilogramo es aproximadamente 3 veces mayor que el de la gasolina, 3,9 veces el del alcohol y 4,5 veces el del coque.