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氦氣和氬氣都是惰性氣體(稀有氣體),但在性質和應用上有顯著區別。以下是它們的主要區別:
一、基本性質
特性 | 氦氣 (He) | 氬氣 (Ar) |
原子序數 | 2(最輕的惰性氣體) | 18 |
密度 | 0.1785 g/L(比空氣輕,可漂浮) | 1.784 g/L(比空氣重,會沉降) |
沸點 | -268.9°C(接近絕對零度) | -185.8°C |
來源 | 天然氣井中提取(α衰變產物) | 大氣中分離(占空氣的0.93%) |
二、化學性質
氦氣:化學惰性極強,幾乎不與其他元素形成化合物。
氬氣:雖然也是惰性氣體,但在極端條件下可形成極不穩定的化合物(如氟氬化合物)。
三、主要用途
氦氣的應用
氣球/飛艇:因密度低且不可燃(比氫氣安全)。
低溫超導:用于MRI磁共振成像、粒子加速器(液氦冷卻)。
焊接保護氣:防止高溫金屬氧化(如鈦合金焊接)。
呼吸混合氣:深海潛水(氦氧混合氣防“氮麻醉”)。
氬氣的應用
焊接保護氣:常用于鋁、不銹鋼焊接(比氦氣便宜)。
照明:填充燈泡、霓虹燈(發出藍紫色光)。
工業隔熱:雙層玻璃填充氣(隔熱性能好)。
實驗室:惰性氛圍保護(如半導體制造)。
四、其他差異
成本:氦氣更昂貴(提取困難且不可再生),氬氣易從空氣中獲得。
安全性:氦氣無毒但可能窒息;氬氣在高濃度下也會窒息,且比空氣重易積聚。
聲音效應:吸入氦氣會暫時提高聲速(聲音變尖),氬氣則降低聲速(聲音變低沉)。
選氦氣:需輕質、極低溫或特殊用途(如飛艇、超導)。
選氬氣:追求經濟性、常見工業保護(如焊接、燈泡)。