Folyékony hélium: jellemzőit és tulajdonságait az anyag

Hélium tárgya egy csoport nemesgázok. Folyékony hélium a leghidegebb folyadék a világon. Ez halmazállapotát is számos egyedi funkciók, mint például a szuperfolyékonyság és szupravezetés. További információ a tulajdonságait, megtudjuk tovább.

gáz hélium

Hélium - egyszerű anyag, széles körben elterjedt a világegyetem gáz halmazállapotban. A periódusos rendszer, és a második ez után azonnal hidrogénatom. Tartozik a inert vagy nemesgázok.

Az elem nevezik «Ő». A görög nyelv az ő neve azt jelenti: „Sun”. Kezdetben azt feltételezték, hogy ez a fém. Azonban kiderült, hogy ez egy egyatomos gáz. Héliumot második kémiai megkönnyítésére, nincs íze, színe, szaga. Azt a legalacsonyabb a forráspontja.

Normális körülmények között ez egy ideális gáz. Továbbá a gáz, az képes egy szilárd és egy folyékony állapotban. Tehetetlensége abban nyilvánul meg, alacsony aktivitású kölcsönhatás más anyagokkal. Gyakorlatilag nem oldódik vízben. Az ipari alkalmazásokban ez a földgázból, elválasztó szennyeződések egy erős hűtés.

A gáz veszélyes lehet az emberre. A növekedés annak koncentrációja a levegőben hiányához vezet oxigén a vérben, amelyek a gyógyászatban az úgynevezett anoxia. Miután a szervezet nagy mennyiségben, ez okozza a hányás, eszméletvesztés, és néha halált.

hélium cseppfolyósítás

Bármely gáz át a folyékony halmazállapotban bizonyos feltételek mellett. Cseppfolyósító gyakran használják az iparban, valamint a tudományos kutatás. Egyes anyagok csak növeli a nyomást. Mások, mint a hélium, folyékony állapotban jelennek meg csak hűtés után.

Ha a gáz hőmérséklete meghaladja a kritikus pontot, akkor nem lecsapódik, amit a nyomás. A kritikus pont hőmérséklete hélium 5, 19 Kelvin, mert teszi a3He izotóp 3,35 K.

Folyékony hélium szinte tökéletes folyadék. Ez jellemzi hiánya a felületi feszültség, viszkozitás. Miután a változás a nyomás és a hőmérséklet, a térfogata ugyanaz marad. Folyékony hélium rendkívül alacsony feszültséget. Az anyag színtelen és folyékonnyá.

Tulajdonságok folyékony hélium

A folyékony hélium alig látható, mert rosszul megtörik fénysugarak. Bizonyos körülmények között, azt a tulajdonságait kvantum folyadék. Ennek köszönhetően normál nyomáson ez nem kristályosodik, még hőmérsékleten -273,15 fok (abszolút nulla). Minden más ismert anyagok megkeményednek ilyen körülmények között.

Folyékony hélium hőmérséklet, amelynél elkezd forrni, van -268,9 Celsius fok. A fizikai tulajdonságok annak izotópok jelentősen változhat. Így hélium-4 hőmérsékleten forr a 4215 K.

Ez egy Bose folyadék, azzal jellemezve, fázisátmeneti hőmérsékleten 2172 Kelvin és alatt. Fázis II jellemzi nem szuperfolyékonyság és sverhteploprovodimostyu. Ha a hőmérséklet nem alacsonyabb I és II fázis egyidejűleg nem fordul elő, amelyekben a két jelennek meg a folyadékban hangsebességet.

Hélium-3 a Fermi folyadék. Ez hőmérsékleten forr 3,19 kelvin. A izotóp képes elérni szuperfolyékonyság csak nagyon alacsony hőmérsékleten (néhány millikelvins), amikor közötti részecskéket kapnak elegendő vonzás.

szuperfolyékonyság hélium

Tanulmány a koncepció szuperfolyékonyság tudomány köszönheti Akadémikusok Kapitse S. P. és Landau L. D. tanulmányozása tulajdonságait folyékony hélium 1938, Sergei Kapitsa azt mondta, hogy közeledik az abszolút nulla, a folyadék elveszti viszkozitását, ahelyett, hogy megkeményedik.

Akademik arra a következtetésre jutott, hogy miután a hélium hőmérséklete alá esik 2172 K, az anyag áthalad a normális állapot, hogy egy teljesen új szakasz az úgynevezett hélium-II. Ebben a fázisban az anyagot halad át a keskeny nyílásokon és hajszálerek nélkül súrlódás. Egy ilyen állapotban, és azt már az úgynevezett „szuperfolyékonyság.”

1941-ben, Landau, D. tovább tulajdonságainak tanulmányozására folyékony héliummal, és kidolgozott elmélet szuperfolyékonyság. Megmagyarázni, vett egy kvantum módszerek alkalmazása a koncepció az energia spektrumát gerjesztések.

Használata hélium

Elem hélium-ben fedezték fel a Nap színképében 1868. A Földön, ő fedezte fel William Ramsay 1895-ben, majd a tanult sokáig, és nem használták a gazdasági szférában. Az ipari tevékenység is használták, mint a tüzelőanyag-léghajókra során az első világháború.

Gáz aktívan csomagolásra alkalmazott az élelmiszeriparban, az olvasztási fémek. A geológusok használni, hogy észlelnie a héja. Folyékony hélium főleg mint hűtőközeg, képes fenntartani nagyon alacsony hőmérsékleten. Ez a tulajdonság szükséges tudományos kutatásokat.

A folyadék-hűtést alkalmazunk kriogén elektromos gép, a pásztázó alagút mikroszkóp, orvosi eszközök NMR tomográfia, a részecskegyorsítók.

következtetés

Hélium - közömbös vagy nemesgáz, és ezáltal alacsony aktivitása összhangban más anyagokkal. A periódusos a kémiai elemek, ő a második helyen, mögötte hidrogénatom. A természetben az anyag gáz halmazállapotban. Bizonyos körülmények között mozoghat, hogy más államok az összesítés.

A fő jellemzője a folyékony hélium - szuperfolyadék és az a képessége nem kristályosodik normál nyomáson, még akkor is, ha a hőmérséklet eléri a abszolút nulla. Az anyag tulajdonságaival izotópok változhat. Különböznek a kritikus hőmérséklet, a főzési feltételek, valamint azok a részecskék centrifugálás értékeket.