הליום נוזלי: מאפיינים ותכונות החומר

הליום מתייחס לקבוצה של גזים אצילים. הליום נוזלי הוא הנוזל הקר ביותר בעולם. יש מצב צבירה זה אותו מספר תכונות ייחודיות, כגון superfluidity ו מוליכות. קראו עוד על תכונותיו, אנו למדים על.

הליום גז

הליום - חומר פשוט, נפוץ ביקום הוא במצב גזים. בטבלה המחזורית, והשני הוא מיד לאחר מימן. היא שייכת הגזים האצילים או אציליים.

המרכיב המכונה «הוא». עם השפה היוונית שפירוש שמו "סאן". בתחילה זה היה להניח כי מתכת זו. עם זאת, התברר כי מדובר בגז monatomic. הליום הוא כימי השני על מנת להקל, אין לה טעם, צבע וריח. יש לו את נקודת הרתיחה הנמוכה ביותר.

בנסיבות רגילות, הוא גז אידאלי. כמו כן גז, הוא מסוגל בתוך מוצק למצב נוזלי. האינרציה שלה באה לידי ביטוי באינטראקציה-פעילות נמוכה עם חומרים אחרים. זה כמעט בלתי מסיס במים. ביישומים תעשייתיים הוא מיוצר מגז טבעי, הפרדת זיהומים על ידי קירור חזק.

הגז יכול להיות מסוכן לבני אדם. גידול ריכוזו באוויר גורם לחוסר חמצן בדם, אשר ברפואה נקרא אנוקסיה. ברגע בגוף בכמויות גדולות, שהיא גורמת הקאות, איבוד הכרה, ולעיתים מוות.

התנזלות הליום

כל גז יכול לעבור למצב הנוזלי של צבירה בתנאים מסוימים. עיבוי הוא נפוץ בתעשייה, כמו גם במחקר מדעי. עבור חומרים מסוימים פשוט להגביר את הלחץ. אחרים, כגון הליום, במצב נוזלי להופיע רק לאחר הקירור.

אם טמפרטורת הגז היא מעל הנקודה הקריטית, זה לא להתעבות, מה הלחץ. לקבלת הטמפרטורה בנקודה הקריטית של הליום היא 5, 19 קלווין, בשביל זה הופך אותו איזוטופ 3He 3.35 ק

הליום נוזלי כמעט נוזל מושלם. הוא מאופיין בחוסר מתח פנים, צמיגות. לאחר השינוי לחץ וטמפרטורה, נפחו נשאר זהה. יש הליום נוזל מתח נמוך מאוד. החומר הוא חסר צבע מאוד נוזל.

מאפיינים של הליום נוזלי

ההליום הנוזלי הוא בקושי נראה לעין בגלל שובר גרוע להדליק קרני. בתנאים מסוימים, יש לו את המאפיינים של קוונטים של נוזל. בשל כך בלחץ נורמלי הוא לא מגובש אפילו בטמפרטורה של -273.15 צלזיוס (מעל האפס המוחלט). כל החומרים הידועים האחרים להקשיח בתנאים כאלה.

טמפרטורת הליום נוזלית שבו זה מתחיל לרתוח, היא -268.9 מעלות צלזיוס. בין התכונות הפיסיקליות של איזוטופים שלה להשתנות במידה ניכרת. לפיכך, הליום-4 שחין בטמפרטורה של 4215 ק

זהו נוזל Bose, המאופיינת המעבר לשלב בטמפרטורה של 2172 קלווין ומתחת. שלב II מאופיין לא superfluidity ו sverhteploprovodimostyu. בטמפרטורה לא שלב תחתון I ו- II אינו מתרחשים בו זמנית, לפיה השניים מופיעים מהירות הקול הנוזלת.

הליום-3 הוא הנוזל פרום. זה מרתיח בטמפרטורה של 3.19 קלווין. איזוטופ נוזל מסוגל להשיג רק בטמפרטורות נמוכות מאוד (כמה millikelvins) כאשר יש משיכה מספיק בין החלקיקים שלה.

superfluidity של הליום

מחקר של מושג מדעי superfluidity חב אקדמאי Kapitse ס פ ו לנדאו ל ד לומד את המאפיינים של הליום נוזלי ב 1938, סרגיי Kapitsa אמר כי קרוב לאפס מעלות קלווין, הנוזל מאבד הצמיגות שלה, ולא להקשות.

Akademik למסקנה כי לאחר הטמפרטורה יורדת מתחת הליום 2172 K, החומר עובר ממצב נורמלי לשלב שנקרא-II הליום חדש לחלוטין. בשלב זה החומר עובר דרך הפתחים ונימים הצרים בלי שום חיכוך. מדינה כזו, וזה כבר נקרא "superfluidity."

בשנת 1941, לנדאו, ד המשיך ללמוד את המאפיינים של הליום נוזלי, ופיתח את התיאוריה של superfluidity. כדי להסביר את זה, הוא לקח שיטות קוונטים, יישום הרעיון של ספקטרום האנרגיה של הריגושים.

השימוש הליום

הליום אלמנט התגלה הספקטרום הסולארי 1868. ביום כדור הארץ, הוא התגלה על ידי ויליאם רמזי 1895, אז למד במשך זמן רב ולא נעשה שימוש בתחום הכלכלי. בשנת הפעילות התעשייתית בה שימש כדלק עבור ספינות אוויר במלחמת העולם הראשונה.

גז המשמש פעיל עבור אריזה בתעשיית המזון, על ההיתוך של מתכות. גיאולוגים להשתמש בו כדי לזהות תקלות של הקרום. הליום נוזלי משמש בעיקר כמו קירור, הוא מסוגל לשמור על טמפרטורה נמוכה מאוד. מאפיין זה הוא הכרחי למחקר מדעי.

הנוזל-הקירור משמש מכונת קריוגני חשמל, סריקת מיקרוסקופים המנהור, מכשירים רפואיים ב טומוגרפיה NMR, ב מאיצי חלקיקים.

מסקנה

הליום - גז אינרטי או אצילי, מפגין פעילות נמוכה בסינרגיה עם חומרים אחרים. בטבלה המחזורית של היסודות הכימיים, הוא נמצא במקום השני, מאחורי מימן. בטבע, החומר נמצא במצב הגזים. בתנאים מסוימים, זה יכול לעבור למדינות אחרות של צבירה.

התכונה העיקרית של הליום נוזל - נוזל ויכולתה לא להתגבש בלחץ נורמלי, גם אם הטמפרטורה מגיעה לאפס מוחלט. מאפיינים של איזוטופים חומר להשתנות. נבדלים טמפרטורות הקריטיות שלהם, תנאי הרתיחה שלהם, כמו גם ערכי ספין החלקיקים שלהם.