الهيليوم السائل: خصائص وخواص المادة

الهيليوم يتعلق مجموعة من الغازات النبيلة. الهيليوم السائل هو أبرد السائل في العالم. هذه الدولة الإجمالية لديها عدد من المزايا الفريدة، مثل الميوعة والموصلية الفائقة. قراءة المزيد عن خصائصه، ونحن نعلم جرا.

غاز الهليوم

الهيليوم - وهي مادة بسيطة، على نطاق واسع في الكون هو في الحالة الغازية. في الجدول الدوري، والثانية أنه مباشرة بعد الهيدروجين. انه ينتمي الى الغازات الخاملة أو النبيلة.

العنصر يشار إليه على أنه «كان». مع اللغة اليونانية اسمه يعني "الشمس". في البداية كان من المفترض أن هذا المعدن. ومع ذلك، اتضح أنه هو أحادي الذرة. الهيليوم هو المادة الكيميائية الثانية لسهولة، فإنه لا يوجد لديه الطعم واللون والرائحة. لديها أدنى نقطة الغليان.

في ظل الظروف العادية، هو الغاز المثالي. أيضا الغاز، وقادر في صلب والحالة السائلة. ويتجلى الجمود في التفاعل بين انخفاض النشاط مع مواد أخرى. فمن غير قابلة للذوبان في الماء عمليا. في التطبيقات الصناعية يتم إنتاجه من الغاز الطبيعي، وفصل الشوائب عن طريق تبريد قوي.

الغاز يمكن أن تكون خطرة على البشر. زيادة تركيزه في الهواء يؤدي إلى نقص الأكسجين في الدم، وهذا الدواء يسمى نقص الأكسجين. مرة واحدة في الجسم بكميات كبيرة، فإنه يسبب القيء وفقدان الوعي، وأحيانا الموت.

الهيليوم تسييل

أي غاز يمكن أن تمر إلى الحالة السائلة التجميع في ظل ظروف معينة. يستخدم لتسييل عادة في هذه الصناعة، وكذلك في مجال البحث العلمي. بالنسبة لبعض المواد ببساطة زيادة الضغط. ويبدو أن آخرين، مثل الهليوم، في حالة سائلة فقط بعد التبريد.

إذا كانت درجة حرارة الغاز أعلى من النقطة الحرجة، فإنه لن تتكثف، مهما كانت الضغوط. لدرجة الحرارة نقطة حرجة من الهيليوم هي 5، 19 كلفن، لأنه يجعل من 3HE النظائر 3.35 K.

الهيليوم السائل السائل ما يقرب من الكمال. ويتميز هذا عدم وجود التوتر السطحي، اللزوجة. بعد التغيير في الضغط ودرجة الحرارة، وحجمه لا يزال هو نفسه. الهيليوم السائل لديه توتر منخفض للغاية. جوهر هو عديم اللون والسوائل للغاية.

خصائص الهيليوم السائل

الهيليوم السائل هو بالكاد مرئية لأن ينكسر سيئة ضوء الأشعة. في ظروف معينة، ولها خصائص الكم من السوائل. ونتيجة لهذا تحت الضغط العادي لا يتبلور ذلك حتى عند درجة حرارة -273.15 مئوية (الصفر المطلق). جميع المواد الأخرى المعروفة تتصلب في ظل هذه الظروف.

السائل درجة حرارة الهيليوم الذي يبدأ في الغليان، هو -268.9 درجة مئوية. الخصائص الفيزيائية للنظائره تختلف إلى حد كبير. وهكذا، الهليوم 4 يغلي عند درجة حرارة 4215 K.

وهو السائل بوس، تتميز المرحلة الانتقالية في درجة حرارة 2172 كلفن وأدناه. وتتميز المرحلة الثانية لا الميوعة وsverhteploprovodimostyu. عند درجة حرارة لا مرحلة أقل I و II لا تحدث في وقت واحد، حيث تظهر اثنين في سرعة الصوت السوائل.

الهليوم 3 هو السائل فيرمي. يغلي عند درجة حرارة 3.19 كلفن. فائق النظير قادرة على تحقيق إلا في درجات حرارة منخفضة جدا (عدة millikelvins) عندما يكون هناك جاذبية كافية بين الجسيمات لها.

الميوعة الهيليوم

دراسة مفهوم العلم الميوعة تدين الأكاديميين Kapitse S. P. ولانداو L. D. دراسة خصائص الهيليوم السائل في عام 1938، وقال سيرجي كابيتسا أن تقترب من الصفر المطلق، السائل يفقد لزوجته، وليس لتتصلب.

اختتم أكاديميك أنه بعد درجة حرارة الهيليوم إلى أقل 2172 K، والمواد يمر من الحالة الطبيعية إلى مرحلة جديدة تماما يسمى الهيليوم-II. في هذه المرحلة المواد يمر عبر فتحات والشعيرات الدموية الضيقة دون أي احتكاك. مثل هذه الدولة، وكان يطلق عليه "الميوعة".

في عام 1941، لانداو، واصلت D. لدراسة خصائص الهيليوم السائل، وطور نظرية الميوعة. لتفسير ذلك، وقال انه اتخذ أساليب الكم، تطبيق مفهوم الطيف الطاقة من الإثارات.

استخدام الهيليوم

تم اكتشاف عنصر الهيليوم في الطيف الشمسي في عام 1868. على الأرض، واكتشفت أنه قبل ويليام رامزي في عام 1895، ثم درس لفترة طويلة ولم يتم استخدامها في المجال الاقتصادي. في الأنشطة الصناعية تم استخدامه كوقود للالمناطيد خلال الحرب العالمية الأولى.

ويستخدم الغاز بنشاط من أجل التعبئة والتغليف في صناعة المواد الغذائية، في صهر المعادن. الجيولوجيين استخدامها للكشف عن أخطاء القشرة. الهيليوم السائل يستخدم أساسا كمبرد، غير قادر على الحفاظ على درجة حرارة منخفضة للغاية. هذه الخاصية هي اللازمة للبحث العلمي.

يتم استخدام التبريد السائل في آلة كهربائية المبردة، في مسح المجهر النفقي، والأجهزة الطبية في NMR التصوير المقطعي، في مسرعات الجسيمات.

استنتاج

الهيليوم - غاز خامل أو النبيلة، واظهار انخفاض النشاط في تضافر الجهود مع مواد أخرى. في الجدول الدوري للعناصر الكيميائية، فهو في المركز الثاني، خلف الهيدروجين. في الطبيعة، والجوهر هو في الحالة الغازية. في ظل ظروف معينة، يمكن أن ينتقل إلى دول أخرى من التجميع.

والميزة الرئيسية لالهيليوم السائل - الفائق والقدرة على عدم بلورة تحت الضغط العادي، حتى إذا كانت درجة الحرارة تصل إلى الصفر المطلق. تختلف خصائص النظائر الجوهر. تختلف درجات الحرارة الحرجة والظروف غليانها، فضلا عن قيمهم تدور الجسيمات.