Szczególne zastosowanie w technikach niskich temperatur (kriogenice) ma ciekły hel. Dzięki niemu jest możliwe osiągnięcie temperatury poniżej $4 \text{K}$. Podaj wartość tej temperatury w skali Celsjusza.

Masa cząsteczkowa ksenonu jest największa z gazowych składników powietrza. Wydziela się go z najtrudniej lotnych frakcji skroplonego powietrza. Korzystając z danych z tabeli $1$, oblicz, jaką masę ksenonu można uzyskać z $1 \text{kg}$ powietrza.

Tabela $1.$ Średni skład suchego powietrza.

Indeks dolny Sołoniewicz R., Pierwiastki chemiczne grup głównych, Warszawa 1989, s. 57. Indeks dolny koniec_{Sołoniewicz R., Pierwiastki chemiczne grup głównych, Warszawa 1989, s. 57.}

Hel jest stosowany do napełniania balonów i sterowców. Niekiedy stosuje się mieszankę helu z dodatkiem $15\%$ objętościowych wodoru. Oblicz, ile więc będzie wynosiła masa czystego helu, a ile masa mieszanki hel‑wodór, wypełniającej balon o objętości $2200 {\text{m}}^3$ (warunki normalne)?

Oryginał Konstytucji oraz Deklaracji Niepodległości Stanów Zjednoczonych przechowuje się w szczelnej gablocie wypełnionej helem. Wyjaśnij dlaczego.

Radon jest promieniotwórczym helowcem, stosowanym w medycynie do zwalczania nowotworów. Jego najtrwalszy izotop ${}^{222}\text{Rn}$ ma okres połowicznego rozpadu $\mathrm{3,8}$ doby. Powstaje on w wyniku przemiany promieniotwórczej $\alpha$ jąder radu. Zapisz równanie przemiany jądrowej, w wyniku której z radu powstaje ${}^{222}\text{Rn}$. Ile radonu pozostanie z próbki ważącej $\mathrm{0,1} \text{g}$ po upływie $\mathrm{7,6}$ doby?

Zapoznaj się z tekstem i odpowiedz na pytania.

Widmo emisyjne i elektrony

„Znaki reklamowe to po prostu rury wyładowcze napełnione gazem, zwykle neonem, który daje mocne, żółte światło. Źródłem innych kolorów są dodane do szkła pigmenty. Gdy wysokie napięcie elektryczne przechodzi przez zawarty w rurze wyładowczej gaz pod niskim ciśnieniem, wydzielane jest promieniowanie, w tym światło. Światło to może zostać rozdzielone na kolory składowe przy pomocy spektroskopu.

Myślimy o świetle jako o cząstkach – nazywanych fotonami – poruszających się po falo‑podobnych ścieżkach. Każdy foton ma swoją własną energię, która zależy od długości fali fotonu. Im krótsza długość fali, tym większa energia fotonu, tak więc światło nadfioletowe z krótkimi falami posiada większą energię niż światło podczerwone, z długimi falami.

Światło w tubie wyładowczej pojawia się, gdy elektrony, które uzyskały energię z wyładowania elektrycznego, tracą ją w formie energii w widzialnym spektrum. Elektron zostaje wzbudzony na wyższy poziom, staje się niestabilny i wraca na niższy poziom w krótkim czasie. Kiedy wraca, wydaje energię w formie promieniowania, które w spektroskopie będzie widoczne jako linia światła określonego koloru. Różnica poziomów energetycznych „upadku energetycznego” determinuje ilość wyemitowanej energii. Wszystkie linie danego pierwiastka tworzą jego widmo emisyjne. Na przykład linia widma emisyjnego wzbudzonego wodoru jest widziana, kiedy promieniowanie przechodzi przez otwór i jest rozdzielona przez pryzmat. Linie zostają zarejestrowane przez kliszę fotograficzną.”

Indeks dolny Jaśkiewicz P., Antonowicz J., Optyczna analiza widmowa, Politechnika Warszawska, Wydział Fizyki Laboratorium Fizyki I „P”. Indeks dolny koniec_{Jaśkiewicz P., Antonowicz J., Optyczna analiza widmowa, Politechnika Warszawska, Wydział Fizyki Laboratorium Fizyki I „P”.}

RfdLqCYiMirh3

Ilustracja przedstawia liniowe widmo emisyjne wodoru. Składa się z kolorowego paska, fioletowym po lewej stronie, grandientowo przechodzącym przez niebieski, jasnoniebieski, zielony, żółty, pomarańczowy do czerwonego i bordowego. Na widmie znajdują się cztery pionowe linie jaśniejsze paski: na kolorze fioletowym, fioletowo‑niebieskim, jasnoniebieskim i czerwonym.

Wyjaśnij, dlaczego gazy, wypełniające rury neonów ulicznych, świecą?