Flytande helium: egenskaper och egenskaperna hos materialet

Helium avser en grupp av ädelgaser. Flytande helium är den kallaste vätskan i världen. Denna aggregationstillstånd har ett antal unika egenskaper, såsom suprafluiditet och supraledning. Läs mer om dess egenskaper, vi lär oss om.

gas helium

Helium - en enkel substans, är utbredd i universum är i gasform. I det periodiska systemet, och för det andra är det omedelbart efter väte. Det tillhör de inerta eller ädelgaser.

Elementet kallas «Han». Med det grekiska språket hans namn betyder "Sun". Från början var det antas att denna metall. Dock visade det sig att det är en enatomig gas. Helium är den andra kemikalien för att underlätta det har ingen smak, färg och lukt. Det har den lägsta kokpunkten.

Under normala omständigheter är det en ideal gas. Också gas, är det i stånd i en fast och en flytande tillstånd. Dess tröghet manifesteras i lågaktivt interaktion med andra ämnen. Det är praktiskt taget olösligt i vatten. I industriella tillämpningar är det som produceras från naturgas, att separera föroreningar av en stark kylning.

Gasen kan vara farliga för människor. En ökning av dess koncentration i luften leder till en brist på syre i blodet, vilket i läkemedel heter anoxi. Väl inne i kroppen i stora mängder, orsakar det kräkningar, medvetslöshet och ibland död.

helium förvätskning

Eventuell gas kan passera till det flytande tillståndet av aggregering under vissa betingelser. Kondense är vanligt i branschen, liksom i den vetenskapliga forskningen. För vissa ämnen helt enkelt öka trycket. Andra, såsom helium, i ett flytande tillstånd visas endast efter kylning.

Om gastemperaturen är över den kritiska punkten, kommer det inte att kondensera, oavsett trycket. För den kritiska punkten temperaturen för helium är 5, 19 Kelvin, för det gör det 3He isotop 3,35 K.

Flytande helium är nästan perfekt vätska. Det kännetecknas brist på ytspänning, viskositet. Efter ändringen av tryck och temperatur, dess volym förblir densamma. Flytande helium har en extremt låg spänning. Ämnet är en färglös och mycket vätska.

Egenskaper hos flytande helium

Den flytande helium är knappast synlig, eftersom dåligt bryter ljuset strålar. Under vissa förhållanden, har den egenskaperna hos ett kvant av fluid. På grund av detta under normalt tryck den inte kristalliseras även vid en temperatur av -273,15 Celsius (absolut noll). Alla andra kända material hårdnar under sådana förhållanden.

Flytande helium temperatur vid vilken det börjar koka, är -268.9 grader Celsius. De fysikaliska egenskaperna hos dess isotoper varierar avsevärt. Sålunda, helium-4 kokar vid en temperatur av 4215 K.

Det är en Bose vätska, kännetecknad av fasomvandling vid en temperatur av 2172 Kelvin och nedan. Fas II karaktäriseras inte suprafluiditet och sverhteploprovodimostyu. Vid en temperatur ej lägre fas I och II inte förekommer samtidigt, varvid två visas i fluidljudhastigheten.

Helium-3 är Fermi vätska. Det kokar vid en temperatur på 3,19 kelvin. Isotop supra kan uppnå endast vid mycket låga temperaturer (flera millikelvins) när det finns tillräckligt attraktion mellan dess partiklar.

suprafluiditet av helium

Studie av begreppet suprafluiditet vetenskap owes akademikerna Kapitse S. P. och Landau L.D. att studera egenskaperna hos flytande helium i 1938, Sergei Kapitsa sade att närma sig den absoluta nollpunkten, förlorar fluiden dess viskositet, snarare än att hårdna.

Akademik slutsatsen att efter helium temperaturen faller under 2172 K, passerar materialet från det normala tillståndet till en helt ny fas kallas helium-II. I denna fas passerar materialet genom de smala öppningar och kapillärer utan någon friktion. Ett sådant tillstånd, och det har kallats "suprafluiditet."

I 1941, Landau, D. fortsatt att studera egenskaperna hos flytande helium, och utvecklade teorin om suprafluiditet. För att förklara det, tog han en kvant metoder med tillämpning av begreppet energispektrum av impulserna.

Användningen av helium

Element helium upptäcktes i solens spektrum i 1868. På jorden, han upptäcktes av William Ramsay 1895, sedan studerats under en lång tid och har inte använts på det ekonomiska området. I industriell verksamhet det användes som bränsle för luftskepp under första världskriget.

Gas används aktivt för förpackningar inom livsmedelsindustrin, vid smältning av metaller. Geologer använda den för att upptäcka fel i jordskorpan. Flytande helium används huvudsakligen som ett köldmedium, är i stånd att upprätthålla mycket låg temperatur. Denna egenskap är nödvändig för vetenskaplig forskning.

Det vätskekylning används i kryogena elektrisk maskin, i sveptunnelmikroskop, medicinska anordningar vid NMR-tomografi, i partikelacceleratorer.

slutsats

Helium - en inert eller ädelgas, som uppvisar låg aktivitet i samverkan med andra ämnen. I det periodiska systemet av kemiska element, är han på andra plats, bakom väte. I naturen är det ämne i gasform. Under vissa förhållanden kan det flytta till andra aggregationstillstånd.

Det viktigaste kännetecknet för flytande helium - supra och dess förmåga att inte kristallisera under normalt tryck, även om temperaturen når absoluta nollpunkten. Egenskaper hos ämnet isotoper varierar. Differ sina kritiska temperaturer, deras kokpunkter förhållanden, samt deras partikel spin värden.