Vloeibare helium: kenmerke en eienskappe van die materiaal

Helium betrekking het op 'n groep van edelgasse. Vloeibare helium is die koudste vloeistof in die wêreld. Hierdie totaal staat dit het 'n aantal unieke eienskappe, soos superfluïditeit en supergeleiding. Lees meer oor die eienskappe, leer ons op.

gas helium

Helium - 'n eenvoudige stof, is wydverspreid in die heelal is in 'n gastoestand. In die periodieke tabel, en tweede is dit onmiddellik na waterstof. Dit behoort aan die onaktiewe of edelgasse.

verwys die element om as 'n «Hy». Met die Griekse taal beteken sy naam "Sun". Aanvanklik was dit aanvaar dat hierdie metaal. Maar dit blyk dat dit 'n monatomiese gas. Helium is die tweede chemiese vir gemak, dit het geen smaak, kleur en geur. Dit het die laagste kookpunt.

Onder normale omstandighede, dit is 'n ideale gas. Ook gas, dit in staat is om in 'n vaste en 'n vloeibare toestand. Sy traagheid gemanifesteer in die lae-aktiwiteit interaksie met ander stowwe. Dit is feitlik onoplosbaar in water. In industriële toepassings dit is afkomstig van natuurlike gas, die skeiding van onsuiwerhede deur 'n sterk afkoeling.

Die gas kan gevaarlik wees vir mense. 'N Toename in die konsentrasie daarvan in die lug lei tot 'n gebrek aan suurstof in die bloed, wat in medisyne anoksie genoem. Sodra in die liggaam in groot hoeveelhede, dit veroorsaak braking, verlies van bewussyn, en soms dood.

helium vervloeiing

Enige gas kan slaag om die vloeibare toestand van samevoeging onder sekere omstandighede. Vervloeiing word algemeen gebruik in die bedryf, sowel as in wetenskaplike navorsing. Vir een of ander stowwe eenvoudig die druk te verhoog. Ander, soos helium, in 'n vloeistof staat verskyn net na afkoeling.

As die gas temperatuur is bo die kritieke punt, sal dit nie kondenseer, ongeag die druk. Vir die kritieke punt temperatuur van die helium is 5, 19 Kelvin, want dit maak dit 3He isotoop 3,35 K.

Vloeibare helium is byna volmaakte vloeistof. Dit word gekenmerk gebrek aan oppervlakspanning, viskositeit. Na die verandering in druk en temperatuur, bly sy volume dieselfde. Vloeibare helium het 'n baie lae spanning. Die stof is 'n kleurlose en hoogs vloeistof.

Eienskappe van vloeibare helium

Die vloeibare helium is skaars sigbaar, want swak gebreek word ligstrale. In sekere voorwaardes, dit het die eienskappe van 'n omvang van vloeistof. As gevolg van hierdie onder normale druk dit nie gekristalliseer selfs by 'n temperatuur van -273,15 Celsius (absolute zero). Alle ander bekende materiaal verhard onder sulke omstandighede.

Vloeibare helium temperatuur waarteen dit begin kook, is -268,9 ° C. Die fisiese eienskappe van die isotope wissel aansienlik. So, helium-4 kook by 'n temperatuur van 4215 K.

Dit is 'n Bose vloeistof, wat gekenmerk word deur fase oorgang by 'n temperatuur van 2172 Kelvin en onder. Fase II is gekenmerk nie superfluïditeit en sverhteploprovodimostyu. By 'n temperatuur nie laer fase I en II nie gelyktydig plaasvind, waardeur die twee verskyn in die vloeistof klank spoed.

Helium-3 is die Fermi vloeistof. Dit kom by 'n temperatuur van 3,19 kelvin. Isotoop supervloeier kan bereik net teen 'n baie lae temperature (verskeie millikelvins) wanneer daar voldoende aantrekkingskrag tussen sy deeltjies.

superfluïditeit van helium

Studie van die konsep van superfluïditeit wetenskap te danke akademici Kapitse S. P. en Landau L. D. bestudering van die eienskappe van vloeibare helium in 1938, Sergei Kapitsa het gesê dat nader absolute nul, die vloeistof verloor sy viskositeit, eerder as om hard.

Akademik die gevolgtrekking gekom dat na helium temperatuur onder 2172 K, die materiaal beweeg van die normale toestand na 'n heeltemal nuwe fase genoem helium-II. In hierdie fase gaan die materiaal deur die smal openinge en kapillêre sonder enige wrywing. So 'n toestand, en dit is bekend as "superfluïditeit."

In 1941, Landau, D. voortgegaan om die eienskappe van vloeibare helium bestudeer, en ontwikkel die teorie van superfluïditeit. Om dit te verduidelik, het hy 'n kwantum metodes, die toepassing van die konsep van die energie spektrum van die excitaties.

Die gebruik van helium

Element helium is ontdek in die son spektrum in 1868. Op aarde, is hy ontdek deur William Ramsay in 1895, dan bestudeer vir 'n lang tyd en is nog nie gebruik in die ekonomiese sfeer. In die industriële aktiwiteite is dit gebruik as 'n brandstof vir lugskepe tydens die Eerste Wêreldoorlog.

Gas is aktief gebruik word vir verpakking in die voedselindustrie, in die smelt van metale. Geoloë gebruik dit om foute van die kors op te spoor. Vloeibare helium is hoofsaaklik gebruik as 'n koelmiddel, in staat is om die handhawing van 'n baie lae temperatuur. Hierdie eiendom is nodig vir wetenskaplike navorsing.

Die vloeistof-verkoeling gebruik word in cryogene elektriese masjien, in scanning tunneling mikroskope, mediese toerusting in KMR tomografie, in partikelversnellers.

gevolgtrekking

Helium - 'n inerte of edelgas, uitstal lae aktiwiteit in sinergie met ander stowwe. In die periodieke tabel van chemiese elemente, hy is in die tweede plek, agter waterstof. In die natuur, die stof is in die gastoestand. Onder sekere omstandighede, kan dit skuif na ander lande van samevoeging.

Die belangrikste kenmerk van vloeibare helium - supervloeier en sy vermoë nie kristalliseer onder normale druk, selfs al is die temperatuur absolute nul bereik. Eienskappe van die stof isotope wissel. Verskil hulle kritiese temperature, hulle kook voorwaardes, sowel as hul deeltjie spin waardes.