Kvapalné hélium: charakteristiky a vlastnosti materiálu

Hélium sa týka skupiny vzácnych plynov. Kvapalné hélium je najchladnejšie kvapalina na svete. Tento agregát štát má rad unikátnych funkcií, ako je napríklad supratekutá látka a supravodivosti. Prečítajte si viac o jeho vlastnostiach, učíme sa ďalej.

plyn hélium

Hélium - jednoduchá látka, je rozšírená v vesmír je v plynnom stave. V periodickej tabuľke, a za druhé, že je bezprostredne po vodíka. Patrí k inertné alebo vzácne plyny.

Prvok označované ako «On». S gréckym jazykom jeho meno znamená "slnko". Pôvodne sa predpokladalo, že tento kov. Avšak sa ukázalo, že sa jedná o monatomic plyn. Hélium je druhý chemický pre jednoduchosť, že nemá chuť, farbu a vôňu. To má najnižšiu teplotu varu.

Za normálnych okolností, to je ideálny plyn. Tiež plyn, je schopný v pevnom i kvapalnom stave. Jeho zotrvačnosť sa prejavuje v interakcii s nízkou aktivitou s inými látkami. Je prakticky nerozpustný vo vode. V priemyselných aplikáciách je vyrobený zo zemného plynu, oddeľovanie nečistôt silným chladením.

Plyn môže byť nebezpečný pre človeka. Zvýšenie jeho koncentrácia vo vzduchu vedie k nedostatku kyslíka v krvi, ktorá je v medicíne sa nazýva anoxie. Potom, čo v tele vo veľkých množstvách, spôsobuje zvracanie, strata vedomia a niekedy aj smrť.

hélium skvapalňovanie

Každý plyn môže prechádzať do kvapalného skupenstva za určitých podmienok. Skvapalňovanie sa bežne používa v priemysle, rovnako ako vo vedeckom výskume. U niektorých látok jednoducho zvyšovať tlak. Iní, ako napríklad hélia, v tekutom stave sa objaví až po ochladení.

V prípade, že teplota plynu je nad kritickým bodom, nebude kondenzovať, bez ohľadu na tlak. Pre kritický bod teplota hélia je 5, 19 Kelvin, lebo 3He izotop 3,35 K. to robí

Kvapalné hélium je takmer dokonalá tekutina. To sa vyznačuje tým, nedostatok povrchového napätia, viskozity. Po zmene tlaku a teploty, jej objem zostáva rovnaký. Tekuté hélium má extrémne nízke napätie. Látka je bezfarebná a vysoko tekutina.

Vlastnosti tekutého hélia

Kvapalné hélium je ťažko viditeľné, pretože zle láme svetelné lúče. Za určitých podmienok, že má vlastnosti kvantá tekutiny. V dôsledku toho za normálneho tlaku nie je kryštalizuje aj pri teplote -273.15 Celzia (absolútna nula). Všetky ostatné známe materiály tvrdnú za takých podmienok.

Kvapalné hélium teplota, pri ktorej sa začne variť, je -268.9 stupňov Celzia. Fyzikálne vlastnosti jeho izotopov značne líšia. Tak, hélium-4 sa varí pri teplote 4,215 K.

Je to Bose kvapaliny, vyznačujúci sa tým, fázového prechodu pri teplote 2172 kelvinov a pod. Fáza II sa vyznačuje tým, nie supratekutá látka a sverhteploprovodimostyu. Pri teplote nie nižšej fázy I a II sa nevyskytujú súčasne, pričom dve sa objaví vo fluidným rýchlosťou zvuku.

Hélium-3 je Fermiho kvapalina. Teplota varu pri teplote 3.19 Kelvina. Izotopová superfluid schopní dosiahnuť len pri veľmi nízkych teplotách (niekoľko millikelvins), ak existuje dostatočná príťažlivosť medzi jeho častíc.

superfluidity hélia

Štúdium konceptu superfluidity vedy vďačí akademici Kapitse S. P. a Landau L. D. štúdium vlastností tekutého hélia v roku 1938, Sergej Kapitsa povedať, že sa blíži k absolútnej nule, tekutina stratí svoju viskozitu, než stvrdnúť.

AKADEMIK k záveru, že potom, čo teplota klesne pod hélium 2172 K, materiál prechádza z normálneho stavu do úplne novej fázy nazvanej hélium-II. V tejto fáze sa materiál prechádza cez úzke otvory a kapilár bez akéhokoľvek trenia. Takýto stav, a bol nazývaný "superfluidity."

V roku 1941, Landau, D. pokračoval k štúdiu vlastností kvapalného hélia, a vyvinul teóriu superfluidity. To vysvetliť, vzal kvantový metódy, použitie pojmu energetického spektra budenia.

použitie hélia

Element hélium bolo objavené v slnečnom spektre v roku 1868. Na Zemi, bol objavený William Ramsay v roku 1895, potom študoval na dlhú dobu a nebol používaný v hospodárskej sfére. V priemyselnej činnosti sa používa ako palivo pre vzducholode počas prvej svetovej vojny.

Plyn sa aktívne používa pre balenie v potravinárskom priemysle, v tavenie kovov. Geológovia ju použiť na zistenie závady kôry. Kvapalné hélium sa používa hlavne ako chladivo, je schopný udržiavať veľmi nízke teploty. Táto vlastnosť je nevyhnutná pre vedecký výskum.

Kvapalina-chladenie sa používa v kryogénne elektrického stroja, v Snímacie tunelové mikroskopy, zdravotnícke pomôcky v NMR tomografia, v urýchľovačoch častíc.

záver

Hélium - inertný alebo vzácny plyn, vykazujúce nízku aktivitu v súčinnosti s inými látkami. V periodickej tabuľke chemických prvkov, je na druhom mieste, za vodík. V prírode, látka je v plynnom stave. Za určitých podmienok môže presunúť do iných štátov agregácie.

Hlavným rysom kvapalného hélia - superfluid a jeho schopnosť nekryštalizuje za normálneho tlaku, a to aj v prípade, že teplota dosiahne absolútnu nulu. Vlastnosti izotopov látky sa líšia. Sa líšia ich kritickej teploty, ich podmienok varu, ako aj ich hodnoty spinových častíc.