Υγρό ήλιο: χαρακτηριστικά και ιδιότητες του υλικού

Ήλιο αναφέρεται σε μία ομάδα των ευγενών αερίων. Υγρό ήλιο είναι η πιο κρύα υγρό στον κόσμο. Αυτή η συνολική κατάσταση που έχει μια σειρά από μοναδικά χαρακτηριστικά, όπως η υπερρευστότητα και υπεραγωγιμότητα. Διαβάστε περισσότερα σχετικά με τις ιδιότητες του, μαθαίνουμε για.

αέριο ήλιο

Το ήλιο - μια απλή ουσία, είναι ευρέως διαδεδομένη στο σύμπαν είναι σε αέρια κατάσταση. Του περιοδικού πίνακα, και το δεύτερο είναι αμέσως μετά υδρογόνο. Ανήκει στα αδρανή ή ευγενή αέρια.

Το στοιχείο που αναφέρεται ως «Εκείνος». Με την ελληνική γλώσσα το όνομά του σημαίνει «ήλιος». Αρχικά θεωρήθηκε ότι αυτό το μέταλλο. Ωστόσο, αποδείχθηκε ότι είναι μια monatomic αερίου. Το ήλιο είναι η δεύτερη χημική ουσία για ευκολία, δεν έχει γεύση, το χρώμα και την οσμή. Έχει το χαμηλότερο σημείο βρασμού.

Υπό κανονικές συνθήκες, είναι ένα ιδανικό αέριο. Επίσης αερίου, είναι ικανή σε ένα στερεό και σε υγρή κατάσταση. αδράνεια της εκδηλώνεται στην αλληλεπίδραση χαμηλής δραστικότητας με άλλες ουσίες. Είναι πρακτικώς αδιάλυτη σε νερό. Σε βιομηχανικές εφαρμογές παράγεται από το φυσικό αέριο, το διαχωρισμό ακαθαρσιών από μια ισχυρή ψύξη.

Το αέριο μπορεί να είναι επικίνδυνα για τον άνθρωπο. Μία αύξηση στην συγκέντρωση του στον αέρα οδηγεί σε έλλειψη του οξυγόνου στο αίμα, η οποία στην ιατρική ονομάζεται ανοξία. Μόλις στο σώμα σε μεγάλες ποσότητες, προκαλεί εμετό, απώλεια συνείδησης, και μερικές φορές θάνατο.

υγροποίηση του ηλίου

Οποιοδήποτε αέριο μπορεί να περάσει στην υγρή κατάσταση συσσωμάτωσης υπό ορισμένες προϋποθέσεις. Υγροποίησης χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανία, καθώς και στην επιστημονική έρευνα. Για ορισμένες ουσίες απλά να αυξήσει την πίεση. Άλλοι, όπως ήλιο, σε υγρή κατάσταση εμφανίζονται μόνο μετά από ψύξη.

Εάν η θερμοκρασία του αερίου είναι πάνω από το κρίσιμο σημείο, δεν θα συμπυκνωθεί, ανεξάρτητα από την πίεση. Για το κρίσιμη θερμοκρασία σημείο του ηλίου είναι 5, 19 Kelvin, για αυτό το 3He ισότοπο 3.35 Κ καθιστά

Υγρό ήλιο είναι σχεδόν τέλειο υγρό. Χαρακτηρίζεται έλλειψη επιφανειακή τάση, ιξώδες. Μετά την αλλαγή στην πίεση και τη θερμοκρασία, τον όγκο του παραμένει η ίδια. Υγρό ήλιο έχει μια εξαιρετικά χαμηλή τάση. Η ουσία είναι ένα άχρωμο και πολύ ρευστό.

Ιδιότητες υγρού ηλίου

Το υγρό ήλιο είναι μετά βίας ορατή επειδή κακώς διαθλά τις ακτίνες του φωτός. Σε ορισμένες προϋποθέσεις, να έχει τις ιδιότητες ενός κβαντικού υγρού. Λόγω αυτού υπό κανονική πίεση δεν κρυσταλλώνεται ακόμη και σε μια θερμοκρασία -273,15 βαθμούς Κελσίου (απόλυτο μηδέν). Όλα τα άλλα γνωστά υλικά σκληραίνουν κάτω από τέτοιες συνθήκες.

Θερμοκρασία υγρού ηλίου στην οποία αρχίζει να βράζει, είναι -268,9 βαθμούς Κελσίου. Οι φυσικές ιδιότητες των ισοτόπων του διαφέρουν σημαντικά. Έτσι, το ήλιο-4 βράζει σε θερμοκρασία 4.215 Κ

Είναι ένα υγρό Bose, που χαρακτηρίζεται από τη μετάβαση φάσης σε μία θερμοκρασία των 2.172 Kelvin και κάτω. Φάση II χαρακτηρίζεται όχι υπερρευστότητα και sverhteploprovodimostyu. Σε μία θερμοκρασία όχι χαμηλότερη φάσης Ι και II δεν συμβαίνουν ταυτόχρονα, οπότε η δύο εμφανίζονται στην ταχύτητα του ήχου του ρευστού.

Το ήλιο-3 είναι το υγρό Fermi. Βράζει σε θερμοκρασία 3.19 kelvin. Ισότοπο υπέρρευστος σε θέση να επιτύχει μόνο σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες (αρκετές millikelvins) όταν υπάρχει επαρκής έλξη μεταξύ των σωματιδίων της.

υπερρευστότητα του ηλίου

Μελέτη της έννοιας της επιστήμης υπερρευστότητας οφείλει Ακαδημαϊκοί Kapitse Σ Π και Landau Λ Δ μελέτη των ιδιοτήτων του υγρού ηλίου το 1938, Σεργκέι Kapitsa είπε ότι πλησιάζει το απόλυτο μηδέν, το υγρό χάνει το ιξώδες του, αντί να σκληρύνει.

Akademik κατέληξε στο συμπέρασμα ότι μετά η θερμοκρασία πέφτει κάτω από το ήλιο 2.172 K, το υλικό διέρχεται από την κανονική κατάσταση σε μια εντελώς νέα φάση ονομάζεται ηλίου-II. Σε αυτή τη φάση, το υλικό περνά μέσα από τα στενά ανοίγματα και τα τριχοειδή αγγεία χωρίς καμία τριβή. Μια τέτοια κατάσταση, και έχει κληθεί «υπερρευστότητα.»

Το 1941, Landau, D. συνέχισε να μελετήσουν τις ιδιότητες του υγρού ηλίου, και ανέπτυξε τη θεωρία της υπερρευστότητας. Για να το εξηγήσω, πήρε μια κβαντική μεθόδους, την εφαρμογή της έννοιας της ενέργειας φάσμα των διεγέρσεων.

Η χρήση του ηλίου

Στοιχείο ήλιο ανακαλύφθηκε στο ηλιακό φάσμα το 1868. Στη Γη, που ανακαλύφθηκε από τον William Ramsay το 1895, στη συνέχεια μελέτησε για μεγάλο χρονικό διάστημα και δεν έχει χρησιμοποιηθεί στον οικονομικό τομέα. Σε βιομηχανικές δραστηριότητες που χρησιμοποιήθηκε ως καύσιμο για αερόπλοια κατά τη διάρκεια του Πρώτου Παγκοσμίου Πολέμου.

Το φυσικό αέριο χρησιμοποιείται ενεργά για τη συσκευασία στη βιομηχανία τροφίμων, στην τήξη των μετάλλων. Γεωλόγοι να το χρησιμοποιήσετε για την ανίχνευση βλαβών του φλοιού. Υγρό ήλιο χρησιμοποιείται κυρίως σαν ένα ψυκτικό, είναι ικανό να διατηρεί πολύ χαμηλή θερμοκρασία. Αυτή η ιδιότητα είναι απαραίτητη για την επιστημονική έρευνα.

Το υγρό ψύξη χρησιμοποιείται σε κρυογονική ηλεκτρική μηχανή, στην σάρωση μικροσκόπια σήραγγος, ιατρικές συσκευές στην τομογραφία NMR, σε επιταχυντές σωματιδίων.

συμπέρασμα

Ήλιο - ένα αδρανές ή ευγενές αέριο, που εμφανίζουν χαμηλή δραστηριότητα σε συνέργεια με άλλες ουσίες. Στον περιοδικό πίνακα των χημικών στοιχείων, που βρίσκεται στη δεύτερη θέση, πίσω από το υδρογόνο. Στη φύση, η ουσία είναι στην αέρια κατάσταση. Υπό ορισμένες συνθήκες, μπορεί να κινηθεί σε άλλα κράτη της συνάθροισης.

Το κύριο χαρακτηριστικό του υγρού ηλίου - υπέρρευστη και την ικανότητά της να μην κρυσταλλωθεί υπό κανονική πίεση, ακόμη και αν η θερμοκρασία φθάσει το απόλυτο μηδέν. Ιδιότητες των ισοτόπων ουσίας ποικίλει. Differ κρίσιμες θερμοκρασίες τους, τις συνθήκες βρασμού τους, καθώς και τις τιμές τους σπιν των σωματιδίων.