Nestemäisen heliumin: ominaispiirteet ja ominaisuudet materiaalin

Helium koskee ryhmää jalokaasut. Nestemäistä heliumia on kylmin neste maailmassa. Tämän aggregaatti, jossa se on useita ainutlaatuisia ominaisuuksia, kuten suprajuoksevuus ja suprajohtavuus. Lue lisää sen ominaisuuksista, opimme siitä.

helium

Helium - yksinkertainen aine, on laajalle levinnyt maailmankaikkeudessa on kaasumaisessa tilassa. Jaksollisen, ja toinen se on heti vety. Se kuuluu inerttejä tai jalokaasut.

Elementti kutsutaan «hän». Kreikan kielen hänen nimensä tarkoittaa "Sun". Aluksi oletettiin, että tämä metalli. Kävi kuitenkin ilmi, että se on monatomic kaasua. Helium on toiseksi kemiallinen helpottamiseksi, sillä ei ole makua, väriä ja hajua. Se on alhaisin kiehumispiste.

Normaalioloissa se on ihanteellinen kaasua. Myös kaasu, se kykenee kiinteässä ja nestemäisessä tilassa. Sen hitaus ilmenee alhaisen aktiivisuuden vuorovaikutus muiden aineiden kanssa. Se on käytännössä liukene veteen. Teollisissa sovelluksissa on tuotettu maakaasusta, epäpuhtauksien erottamiseksi vahvan jäähdytys.

Kaasu voi olla vaarallisia ihmisille. Lisääntymiseen sen pitoisuus ilmassa johtaa hapenpuutteen veren, joka lääketieteessä kutsutaan anoxia. Kun elimistössä suurina määrinä, se aiheuttaa oksentelua, tajunnan menetys, ja joskus kuolemaan.

helium nesteytyslaitokset

Kaikki kaasu voi kulkea nesteen olomuodon tietyissä olosuhteissa. Nesteytys käytetään yleisesti teollisuudessa sekä tieteellisessä tutkimuksessa. Joidenkin aineiden yksinkertaisesti lisätä painetta. Toiset, kuten heliumia, nestemäisessä tilassa näkyvät vain jäähdytyksen jälkeen.

Jos kaasun lämpötila on yli kriittisen pisteen, se ei tiivistää, riippumatta paine. Kriittisen pisteen heliumin lämpötilan on 5, 19 Kelvin, sillä se tekee 3He isotooppi 3,35 K.

Nestemäisen heliumin on lähes täydellinen nestettä. Se on tunnettu siitä, puute pintajännitys, viskositeetti. Muutoksen jälkeen paineen ja lämpötilan, sen tilavuus pysyy samana. Nestemäisen heliumin on erittäin alhainen jännitys. Aine on väritön ja erittäin nestettä.

Ominaisuudet nestemäisen heliumin

Nestemäisen heliumin on tuskin näkyvä, koska huonosti taittuu valonsäteet. Tietyissä olosuhteissa, se on ominaisuuksia kvantti nestettä. Tämän vuoksi normaalipaineessa se ei kiteytetään edes lämpötilassa -273,15 Celsius (absoluuttinen nolla). Kaikki muut tunnetut materiaalit kovettua tällaisissa olosuhteissa.

Nestemäisen heliumin lämpötila, jossa se alkaa kiehua, on -268,9 astetta. Fysikaaliset ominaisuudet sen isotooppien vaihtelevat huomattavasti. Siten, helium-4 kiehuu lämpötilassa 4215 K.

Se on Bose neste, tunnettu siitä, että faasimuutoksen lämpötilassa, joka on 2172 Kelvin ja alla. Vaihe II on tunnusomaista ei suprajuoksevuus ja sverhteploprovodimostyu. Lämpötilassa, joka ei ole alempi faasi I ja II eivät esiinny samanaikaisesti, jolloin nämä kaksi näkyvät nesteen äänen nopeus.

Helium-3 on Fermi neste. Se kiehuu lämpötilassa 3,19 kelvin. Isotooppi supraneste voi saavuttaa vain hyvin alhaisissa lämpötiloissa (useita millikelvins), kun on olemassa riittävä vetovoima välillä sen hiukkasia.

suprajuoksevuus heliumin

Tutkimuksen käsitteen suprajuoksevuus tieteen velkaa akateemikot Kapitse S. P. ja Landau L. D. tutkimalla ominaisuuksia nestemäisen heliumin 1938, Sergei Kapitsa sanoi lähestyy absoluuttista nollaa, nesteen menettää viskositeetin, eikä kovettua.

Akademik päätellä, että kun heliumin lämpötila laskee alle 2172 K, materiaali kulkee normaalista tilasta täysin uusi vaihe nimeltään helium-II. Tässä vaiheessa materiaali kulkee läpi kapeissa ja kapillaareja ilman kitkaa. Sellaisessa tilassa, ja sitä on kutsuttu "suprajuoksevuus."

Vuonna 1941, Landau, D. jatkoi tutkimuksen ominaisuuksia nestemäisen heliumin ja kehitti teorian suprajuoksevuus. Selittämään sitä, hän otti kvantti menetelmiä soveltaen käsitettä energia spektrin excitations.

Käyttö heliumin

Elementti helium löydettiin auringon spektrin 1868. Maassa hän löysi William Ramsay vuonna 1895, sen jälkeen tutkittu jo pitkään, ja ei ole käytetty talouden alalla. Teollisen toiminnan sitä käytettiin polttoaineena Ilmalaivan aikana ensimmäisen maailmansodan.

Kaasu on aktiivisesti käytetään pakkausten elintarviketeollisuudessa, että sulaminen metallit. Geologit käyttää sitä vikojen havaitsemiseksi kuoren. Nestemäisen heliumin on pääasiassa käytetty jäähdytysaineena, pystyy ylläpitämään erittäin alhaisessa lämpötilassa. Tämä ominaisuus on välttämätöntä tieteellistä tutkimusta.

Neste-jäähdytys käytetään kryogeenisen sähkökoneen, skannausta tunnelointi mikroskooppien, lääkinnällisten laitteiden NMR tomografia, on hiukkaskiihdyttimissä.

johtopäätös

Helium - inerttiä tai jalokaasua, jolla on alhainen aktiivisuus synergiaa muiden aineiden kanssa. Jaksollisen alkuaineita, hän on toisella sijalla, takana vety. Luonnossa aine on kaasumaisessa tilassa. Tietyissä olosuhteissa, se voi siirtyä muihin aggregaatiotilojen.

Tärkein ominaisuus nestemäisen heliumin - supraneste ja sen kykyä ei kiteydy normaalipaineessa, vaikka lämpötila nousee absoluuttinen nolla. Aineen ominaisuuksia isotooppien vaihdella. Eroavat niiden kriittinen lämpötila, niiden kiehuvassa tilassa, sekä niiden hiukkasten spin-arvot.