Flydende helium: karakteristika og egenskaber ved materialet

Helium angår en gruppe af ædelgasser. Flydende helium er den koldeste væske i verden. Denne samlede tilstand, det har en række unikke funktioner, såsom superfluiditet og superledning. Læs mere om dets egenskaber, vi lærer på.

gas helium

Helium - en simpel stof, er udbredt i universet er i en gasformig tilstand. I det periodiske system, og det andet er det umiddelbart efter hydrogen. Det hører til de inerte eller ædelgasser.

Elementet omtales som en «Han». Med det græske sprog hans navn betyder "Sol". Oprindeligt blev det antaget, at dette metal. Men det viste sig, at det er en monatomic gas. Helium er den anden kemikalie for at lette, det har ingen smag, farve og lugt. Det har det laveste kogepunkt.

Under normale omstændigheder er det en ideel gas. Også gas, den er i stand i en fast og en flydende tilstand. Dens inerti manifesteres i lav-aktivitet interaktion med andre stoffer. Det er praktisk taget uopløseligt i vand. I industrielle applikationer er det fremstilles ud fra naturgas, separering urenheder ved en stærk afkøling.

Gassen kan være farlige for mennesker. En stigning i dets koncentration i luften fører til en mangel på ilt i blodet, som i medicin kaldes anoxia. Gang i kroppen i store mængder, det forårsager opkastning, tab af bevidsthed, og nogle gange død.

helium fortætning

Hvilken som helst gas kan passere til den flydende aggregattilstand under visse betingelser. Likvefaktion er almindeligt anvendt i industrien, såvel som i den videnskabelige forskning. For nogle stoffer blot øge trykket. Andre, såsom helium, i en flydende tilstand først efter afkøling.

Hvis gassen temperatur er over det kritiske punkt, vil det ikke kondensere, uanset trykket. For den kritiske temperatur for helium er 5, 19 Kelvin, for det gør det 3He isotop 3,35 K.

Flydende helium er næsten perfekt væske. Den er kendetegnet manglende overfladespænding, viskositet. Efter ændringen i tryk og temperatur, dens volumen forbliver den samme. Flydende helium har en ekstremt lav spænding. Stoffet er en farveløs og meget flydende.

Egenskaber af flydende helium

Den flydende helium er næppe synlige, fordi dårligt refracts lysstråler. Under visse omstændigheder, har egenskaberne af en quantum af væske. På grund af dette under normalt tryk er det ikke krystalliseres selv ved en temperatur på -273,15 Celsius (absolut nul). Alle andre kendte materialer hærde under sådanne betingelser.

Flydende helium temperatur, hvor den begynder at koge, er -268.9 grader Celsius. De fysiske egenskaber af dets isotoper varierer betydeligt. Således, helium-4 koger ved en temperatur på 4.215 K.

Det er et Bose væske, kendetegnet ved faseovergang ved en temperatur på 2.172 Kelvin og nedenfor. Fase II er kendetegnet ikke superfluiditet og sverhteploprovodimostyu. Ved en temperatur på ikke fase I og II ikke optræder samtidigt, hvorved de to vises i væsken lydhastighed.

Helium-3 er Fermi væske. Det koger ved en temperatur på 3,19 kelvin. Isotop superflydende stand til at opnå kun ved meget lave temperaturer (flere millikelvins), når der er tilstrækkelig tiltrækning mellem dets partikler.

superfluiditet af helium

Undersøgelse af begrebet superfluiditet videnskab skylder Akademikere Kapitse S. P. og Landau L. D. studere egenskaberne af flydende helium i 1938, Sergei Kapitsa sagde, at nærme absolutte nul, væsken mister sin viskositet, snarere end at hærde.

Akademik konkluderes, at efter helium temperaturen falder til under 2.172 K, materialet passerer fra den normale tilstand til en helt ny fase kaldet helium-II. I denne fase passerer materialet gennem de smalle åbninger og kapillærer uden friktion. Sådan en tilstand, og det er blevet kaldt "superfluiditet."

I 1941, Landau, D. fortsatte med at studere egenskaberne af flydende helium, og udviklede teorien om superfluiditet. For at forklare det, tog han en kvante metoder, anvendelsen af begrebet den energi spektret af excitationer.

Anvendelsen af helium

Element helium blev opdaget i solspektret i 1868. På Jorden, blev han opdaget af William Ramsay i 1895, og derefter studerede i lang tid og er ikke blevet brugt på det økonomiske område. I industrielle aktiviteter blev det brugt som brændstof til luftskibe under første verdenskrig.

Gas bruges aktivt til emballage i fødevareindustrien, i smeltning af metaller. Geologer bruge det til at opdage fejl i skorpen. Flydende helium anvendes hovedsageligt som kølemiddel, er stand til at opretholde meget lav temperatur. Denne egenskab er nødvendig for videnskabelig forskning.

Væske-køling anvendes i kryogene elektriske maskine i scanning tunneling mikroskoper, medicinsk udstyr i NMR-tomografi, i partikelacceleratorer.

konklusion

Helium - en indifferent eller ædelgas, der udviser lav aktivitet i synergi med andre stoffer. I det periodiske system af grundstoffer, er han i andet bag hydrogen. I naturen er stoffet i gasformig tilstand. Under visse betingelser kan det bevæge sig til andre stater på sammenlægning.

Det vigtigste træk ved flydende helium - superflydende og dens evne til ikke krystallisere under normalt tryk, selv om temperaturen når det absolutte nulpunkt. Stoffets egenskaber isotoper varierer. Adskiller deres kritiske temperaturer, deres kogningstilstande, samt deres partikel spin-værdier.