液体ヘリウム：材料の特性および性質

ヘリウムは、希ガスの群に関する。 液体ヘリウムは、世界で最も寒い液体です。 この集約状態は、このような超流動や超伝導などのユニークな機能の数を持っています。 その性質についての詳細を読む、私たちは学びます。

ガスヘリウム

ヘリウム - 単体は、宇宙に広まっている気体状態です。 周期表では、第2と、すぐに水素後の価値があります。 これは、不活性または希ガスに属します。

要素は、«彼»と呼ばれます。 ギリシャ語で彼の名前は、「日」を意味します。 当初は、この金属と仮定しました。 しかし、それは単原子分子であることが判明しました。 ヘリウムは、それが味、色及び臭いを有していない、簡単にするために第二の化学物質です。 それは最低の沸点を有します。

通常の状況下では、それは理想気体です。 また、ガスは、それが固体と液体状態で可能です。 その慣性は他の物質と低活動の相互作用の中で明らかにされます。 これは、水にほとんど溶けません。 産業用途では、強い冷却によって不純物を分離、天然ガスから製造されます。

ガスは、人間に危険なことができます。 空気中の濃度の増加は、医学に無酸素と呼ばれる血液中の酸素の欠乏につながります。 大量に体内でたら、それは嘔吐、意識消失、そして時には死を引き起こします。

ヘリウム液化

任意のガスは、特定の条件下で、凝集の液体状態に渡すことができます。 液状化は、一般的にも科学的研究のように、業界で使用されています。 いくつかの物質について、単に圧力を高めます。 液体状態におけるヘリウムなど他のものは、唯一の冷却後に現れます。

ガス温度が臨界点を超えている場合、それは、どんな圧力を凝縮しません。 ヘリウムの臨界点温度は5、19ケルビン、それヘリウム3同位体3.35 K.せるためのものであるため

液体ヘリウムは、ほぼ完璧な流体です。 これは、表面張力、粘度の欠如を特徴としています。 圧力および温度の変化の後に、その体積は同じままです。 液体ヘリウムは非常に低い張力を有します。 物質は、無色高い流体です。

液体ヘリウムの性質

難屈折は光線を光ので、液体ヘリウムがほとんど表示されています。 一定の条件では、流体の量子の性質を有します。 これにより、通常の圧力下でも-273.15摂氏（絶対零度）の温度で結晶化されていません。 他のすべての既知の材料は、そのような条件の下で硬化します。

それは沸騰し始める液体ヘリウム温度は、-268.9ある摂氏。 その同位体の物理的性質がかなり異なります。 従って、ヘリウム4は、4215 Kの温度で沸騰します

なお、以下2,172ケルビンの温度で相転移することを特徴とボーズ液体、です。 フェーズIIはいない超流動とsverhteploprovodimostyuを特徴としています。 二つの流体の音速に表示される温度で、下相IおよびIIは、同時に発生しないではありません。

ヘリウム3は、フェルミ液体です。 これは、3.19ケルビンの温度で沸騰します。 同位体は、その粒子間に十分な引力が存在する場合にのみ、非常に低い温度（いくつかのmillikelvins）で達成することができる超。

ヘリウムの超流動

超流動科学の概念の研究は、1938年に液体ヘリウムの性質を研究学者Kapitse S. P.とランダウL. D.を負っている、セージェイ・カピッツァ絶対零に近づいて、流体が硬化し、その粘度を失うのではなく、と言いました。

Akademikはヘリウム温度が2,172 Kを下回った後、材料がヘリウム-IIと呼ばれる全く新しい相に正常状態から通過すると結論づけました。 この段階では、材料は、任意の摩擦なしに狭い開口部および毛細管を通過します。 このような状態は、それが「超流動」と呼ばれています

1941年に、 ランダウ、 D.は、液体ヘリウムの特性を研究し続け、そして超流動の理論を開発しました。 それを説明するために、彼は、励起のエネルギースペクトルの概念を適用し、量子方法を取りました。

ヘリウムの使用

エレメントヘリウムは1868年に太陽光スペクトルで発見されました。 地球上で、彼は長い間勉強し、経済分野で使用されていなかった、その後、1895年にウィリアム・ラムゼーによって発見されました。 産業活動では、第一次世界大戦中の飛行船用の燃料として使用されました。

ガスは、積極的に金属の融解で、食品業界での包装に使用されます。 地質学者は、地殻の障害を検出するためにそれを使用します。 液体ヘリウムは、冷媒として主に使用される非常に低い温度を維持することができます。 このプロパティは、科学研究のために必要です。

液体冷却で、NMR断層撮影にトンネル顕微鏡、医療機器をスキャンにおいて、極低温電気機械で使用される粒子加速器。

結論

ヘリウム - 不活性または希ガス、他の物質と相乗的に低い活性を示します。 化学元素の周期表では、彼は水素の後ろ、2位です。 自然界では、物質が気体の状態です。 一定の条件の下では、それは凝集の他の州に移動することができます。

超、温度が絶対零度に達しても、常圧下で結晶化しないその能力 - 液体ヘリウムの主な特徴。 物質の同位体の性質が異なります。 その臨界温度、その沸騰条件、並びにそれらの粒子のスピン値を異なります。