WASSERSTOFFKREISLAUF: PHASEN UND BEDEUTUNG - WISSENSCHAFT - 2025

Der Wasserstoffkreislauf ist der Prozess, bei dem sich Wasserstoff durch Wasser um die Erde bewegt und somit ein wesentlicher Bestandteil der chemischen und atomaren Zusammensetzung dieses Elements ist.

Die Hydrosphäre erhält Wasserstoff nur aus Wasser, einem Element, das ausschließlich durch die Kombination von Sauerstoff und Wasserstoff gebildet wird. Während der fotografischen Synthese wird Wasserstoff durch Dissoziation von Wasser unter Bildung von Glucose nach dem Kämmen mit Kohlendioxid erzeugt.

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Pflanzen liefern Nahrung für Pflanzenfresser und diese Tiere erhalten Glukose und Protein nur von Pflanzen. Wasserstoff bildet Kohlenhydrate, die eine wichtige Energiequelle für Lebewesen darstellen, und diese Kohlenhydrate kommen als Nahrung an.

Es gibt unzählige Arten von Lebewesen auf der Erde. Alle diese bestehen im Wesentlichen aus Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff und Wasserstoff. Tiere erhalten diese Elemente aus der Natur und Prozesse wie Bildung, Wachstum und Zersetzung treten normalerweise in der Natur auf.

Als Ergebnis jedes dieser Prozesse treten mehrere Zyklen auf, und aufgrund dieser Prozesse sind sie miteinander verbunden, wodurch ein Gleichgewicht hergestellt wird.

Phasen des Wasserstoffkreislaufs

Wasserstoffatome können als Hochdruckgas oder -flüssigkeit gespeichert werden. Wasserstoff wird oft als flüssiger Wasserstoff gespeichert, da er in seiner normalen Gasform weniger Platz einnimmt als Wasserstoff.

Wenn ein Wasserstoffatom ein stark elektronegatives Atom, das in der Nähe eines anderen elektronegativen Atoms existiert, mit einem einzigen Elektronenpaar verbindet, bildet es eine Wasserstoffbindung, die ein Molekül bildet. Zwei Wasserstoffatome bilden ein Wasserstoffmolekül, kurz H2.

Wasserstoff ist eine Schlüsselkomponente vieler biogeochemischer Kreisläufe, einschließlich des Wasserkreislaufs, des Kohlenstoffkreislaufs, des Stickstoffkreislaufs und des Schwefelkreislaufs. Da Wasserstoff ein Bestandteil des Wassermoleküls ist, sind der Wasserstoffkreislauf und der Wasserkreislauf eng miteinander verbunden.

Pflanzen rekombinieren auch Wasser und Kohlendioxid aus dem Boden und der Atmosphäre, um in einem als Photosynthese bekannten Prozess Glucose zu bilden. Wenn die Pflanze verzehrt wird, werden die Wasserstoffmoleküle auf das Weidetier übertragen.

Organische Stoffe werden im Boden gespeichert, wenn die Pflanze oder das Tier stirbt, und Wasserstoffmoleküle werden durch Oxidation wieder in die Atmosphäre freigesetzt.

1- Verdunstung

Der größte Teil des Wasserstoffs auf unserem Planeten befindet sich im Wasser, daher ist der Wasserstoffkreislauf eng mit dem Wasserkreislauf verbunden. Der Wasserstoffkreislauf beginnt mit der Verdunstung von der Wasseroberfläche.

2- Kondensation

Die Hydrosphäre umfasst die Atmosphäre, die Erde, Oberflächengewässer und das Grundwasser. Während sich Wasser durch den Kreislauf bewegt, ändert es seinen Zustand zwischen der flüssigen, festen und gasförmigen Phase.

Wasser bewegt sich durch verschiedene Stauseen, einschließlich Ozean, Atmosphäre, Grundwasser, Flüsse und Gletscher, durch die physikalischen Prozesse der Verdunstung (einschließlich Pflanzentranspiration), Sublimation, Niederschlag, Infiltration, Abfluss und unterirdische Strömung.

3- Schweiß

Pflanzen nehmen über ihre Wurzeln Wasser aus dem Boden auf, pumpen es und versorgen ihre Blätter mit Nährstoffen. Der Schweiß macht ungefähr 10% des verdampften Wassers aus.

Dies ist die Abgabe von Wasserdampf aus den Blättern von Pflanzen in die Atmosphäre. Es ist ein Prozess, den das Auge trotz der erheblichen Menge an Feuchtigkeit nicht sehen kann. Es wird angenommen, dass eine große Eiche 151.000 Liter pro Jahr schwitzen kann.

Schweiß ist auch der Grund, warum an Orten mit viel Vegetationsbedeckung eine höhere Luftfeuchtigkeit herrscht. Die Menge an Wasser, die durch diesen Prozess entsteht, hängt von der Pflanze selbst, der Feuchtigkeit im Boden (Boden), der Umgebungstemperatur und der Bewegung des Windes um die Pflanze ab.

4- Niederschlag

Es ist der Fall von Wasser in irgendeiner Form auf den Boden, der der Infiltration Platz macht. Dies ist der Prozess, bei dem Wasser vom Boden absorbiert wird oder durch die Oberfläche fließt. Dieser Prozess wird im Rahmen der Erdzyklen, in denen erneuerbare Ressourcen erhalten werden, immer wieder wiederholt.

Bedeutung von Wasserstoff auf der Erde

Es wird hauptsächlich zur Erzeugung von Wasser verwendet. Wasserstoffgas kann zur Metallerzreduktion verwendet werden.

Die chemische Industrie verwendet es auch zur Herstellung von Salzsäure. Das gleiche Wasserstoffgas wird für das Wasserstoffatomschweißen (AHW) benötigt.

Es gibt eine Vielzahl von Verwendungsmöglichkeiten für Wasserstoff. Es ist das leichteste Element und kann als Hebemittel in Ballons verwendet werden, obwohl es auch leicht entflammbar ist, so dass es gefährlich sein kann. Diese und andere Eigenschaften machen Wasserstoff zur Verwendung als Kraftstoff geeignet.

Da Wasserstoff leicht entflammbar ist, insbesondere wenn er mit reinem Sauerstoff gemischt wird, wird er als Treibstoff in Raketen verwendet. Diese kombinieren normalerweise flüssigen Wasserstoff mit flüssigem Sauerstoff, um ein explosives Gemisch zu bilden.

Wasserstoff ist einer der saubersten Kraftstoffe, denn wenn er entzündet wird, entsteht klares Wasser. Dies ist einer der Hauptgründe, warum Anstrengungen unternommen werden, Motoren zu entwickeln, die mit diesem Gas angetrieben werden können.

Obwohl Wasserstoff leicht entflammbar ist, ist es auch Benzin. Obwohl Vorsicht geboten ist, würde die in einem Auto verwendete Wasserstoffmenge keine größere Gefahr darstellen als die verwendete Benzinmenge.

Obwohl es sich um einen der saubersten Kraftstoffe der Welt handelt, ist es aufgrund seiner hohen Kosten für die Massenproduktion in naher Zukunft unmöglich, ihn für gewerbliche und private Autos zu verwenden.

Wenn Wasserstoff auf extreme Temperaturen erhitzt wird, verschmelzen die Kerne seiner Atome zu Heliumkernen. Diese Fusion führt zur Freisetzung einer enormen Energiemenge, die als thermonukleare Energie bezeichnet wird. Dieser Prozess erzeugt die Energie der Sonne.

Elektrische Generatoren verwenden Gas als Kältemittel, was viele Anlagen dazu veranlasst hat, es als Leckprüfmittel zu verwenden. Andere Anwendungen umfassen die Herstellung und Verarbeitung von Ammoniak.

Ammoniak ist Bestandteil vieler Haushaltsreiniger. Es ist auch ein Hydrierungsmittel, das verwendet wird, um ungesunde ungesättigte Fette in gesättigte Öle und Fette umzuwandeln.

Verweise

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