L’hydrogène est un gaz à température et pression standard (STP). Il devient liquide à -252,87°C et à une pression de 1 atmosphère, et se solidifie à une température de -259,14°C et à une pression de 1 atmosphère.
Eh bien, c’était juste une réponse simple. Mais il y a quelques choses supplémentaires à savoir sur ce sujet qui rendront votre concept très clair.
Alors allons-y directement.
Points clés à retenir : l’hydrogène est-il un solide, un liquide ou un gaz ?
- L’hydrogène est un gaz à température et pression standard, mais peut exister sous forme liquide et solide dans certaines conditions de température et de pression.
- L’hydrogène existe sous forme de gaz à température ambiante car il a un faible point d’ébullition et un faible poids moléculaire.
- L’hydrogène gazeux, liquide et solide a des propriétés physiques et un comportement différents en raison des différences dans la disposition moléculaire et l’énergie des molécules d’hydrogène.
- L’hydrogène solide présente des propriétés mécaniques quantiques uniques en raison de sa faible masse et de sa structure moléculaire simple, mais sa création et son maintien nécessitent des températures extrêmement basses et des pressions élevées.
Pourquoi l’hydrogène existe-t-il sous forme gazeuse à température ambiante ?
L’hydrogène existe sous forme de gaz à température ambiante car il a un faible point d’ébullition et un faible poids moléculaire.
Le point d’ébullition de l’hydrogène est de -252,87°C (-423,17°F), ce qui est extrêmement bas comparé à d’autres éléments, comme l’oxygène et l’azote, qui existent sous forme de gaz à température ambiante mais ont des points d’ébullition beaucoup plus élevés (-183°C). et -196°C, respectivement).
Cela signifie que l’hydrogène nécessite très peu d’énergie pour passer d’un liquide à un gaz, ce qui lui permet d’exister sous forme de gaz à température ambiante.
De plus, l’hydrogène (H2) a un poids moléculaire très faible (2 unités de masse atomique), ce qui signifie que les forces intermoléculaires entre les molécules d’hydrogène sont très faibles.
En conséquence, les molécules d’hydrogène n’ont pas tendance à s’agglutiner et à former un liquide à température ambiante, mais restent plutôt des molécules de gaz individuelles qui se déplacent librement et rapidement dans l’air.
Dans l’ensemble, la combinaison d’un faible point d’ébullition et d’un faible poids moléculaire permet à l’hydrogène d’exister sous forme de gaz à température ambiante.
L’hydrogène existe-t-il à l’état liquide ou solide ?
Oui, l’hydrogène peut exister à l’état liquide et solide dans certaines conditions de température et de pression.
À pression standard, l’hydrogène n’existe sous forme de gaz qu’à des températures supérieures à son point d’ébullition de -252,87°C (-423,17°F).
Cependant, si l’hydrogène est soumis à des pressions très élevées, il peut être comprimé à l’état liquide à des températures inférieures à son point d’ébullition. Cet hydrogène liquide est utilisé comme carburant pour fusée en raison de sa haute teneur énergétique.
De plus, l’hydrogène peut également exister à l’état solide à des températures et des pressions extrêmement basses.
L’hydrogène solide peut se présenter sous deux formes : l’orthohydrogène et le parahydrogène, qui ont des propriétés physiques différentes. La transition de l’hydrogène liquide à l’hydrogène solide se produit à une température d’environ -259°C (-434°F) sous pression atmosphérique.
Cependant, créer et maintenir ces conditions extrêmes nécessaires à l’observation de l’hydrogène à l’état liquide et solide est un défi et nécessite un équipement spécialisé.
En quoi l’hydrogène gazeux est-il différent de l’hydrogène solide et de l’hydrogène liquide ?
L’hydrogène gazeux, l’hydrogène solide et l’hydrogène liquide diffèrent par leurs propriétés physiques et leur comportement.
À l’état gazeux , l’hydrogène existe sous forme de molécules individuelles qui se déplacent librement et rapidement dans l’air.
L’hydrogène gazeux est très léger et possède une faible densité, ce qui le rend très compressible et difficile à stocker en grande quantité. Cependant, il est également très réactif et possède une large gamme d’applications, notamment dans les piles à combustible et les moteurs à combustion.
À l’état liquide , les molécules d’hydrogène sont beaucoup plus rapprochées et se déplacent plus lentement qu’à l’état gazeux.
L’hydrogène liquide a une densité à peine supérieure à celle de l’hydrogène gazeux, mais il est beaucoup plus dense en énergie et peut être stocké dans des réservoirs.
L’hydrogène liquide est utilisé comme carburant pour fusées et dans d’autres applications nécessitant une densité énergétique élevée, comme dans certains systèmes de piles à combustible.
À l’état solide , les molécules d’hydrogène sont disposées dans un réseau cristallin et présentent des propriétés physiques très différentes de celles de l’hydrogène gazeux ou liquide.
L’hydrogène solide a une très faible densité et constitue un excellent isolant thermique. De plus, il présente des propriétés mécaniques quantiques uniques en raison de sa faible masse et de sa structure moléculaire simple.
Cependant, la création et le maintien d’hydrogène solide nécessitent des températures et des pressions extrêmement basses, ce qui rend son étude et son utilisation difficiles.
Dans l’ensemble, l’hydrogène gazeux, liquide et solide diffère dans ses propriétés physiques et son comportement en raison des différences dans la disposition moléculaire et l’énergie des molécules d’hydrogène.
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