词条 | 氦Ⅱ |
释义 | (一)物质的发现 卡美林·奥涅斯是第一个得到液氦的科学家。他并不满足,还想使温度进一步降低,以得到固态氦。他没有成功(固态氦是1926年基索姆用降低温度和增大压力的方法首先得到的),却得到了一个没有预料到的结果。 对于一般液体来说,随着温度降低,密度会逐渐增加。卡美林·奥涅斯使液态氦的温度下降,果然,液氦的密度增大了。但是,当温度下降到零下271摄氏度(T=2.173K)的时候,怪事出现了,液态氦突然停止起泡,变成像水晶一样的透明,一动也不动,好像一潭死水,而密度突然又减小了。 这是另一种液态氦。卡美林·奥涅斯把前一种冒泡的液态氦叫做氦Ⅰ,而把后一种静止的液态氦做氦Ⅱ。 (二) 读法 氦Ⅱ读为氦二世 (三)形成原因 在1大气压下,He原子气体系统在温度为4.215K时开始液化,但因其零点能强,原子间的范德瓦尔斯(Van der Waals)吸引势能还不能使系统固化(可视为氦原子间作用力强度不够),到T=0K也仍然是液体,可称之为永久液体,需加压至25大气压才开始固化。 (四)特殊性质 1。熵值为零 2。热导率极高 3。超流体 氦Ⅱ其黏性系数η<10Pa·s,比相变前的要小10倍,呈现无黏滞的超流动性 关于超流动性的实验: ①把一个小玻璃杯按在氦Ⅱ中。玻璃杯本是空的,但是过了一会,杯底出现了液态氦,慢慢地涨到跟杯子外面的液态氦一样平为止。 把这个盛着液态氦的小玻璃杯提出来,挂在半空。一段时间后,玻璃杯底下出现了液氦,一滴,两滴,三滴……不一会,杯中的液态氦就“漏”光了。 原因在于氦Ⅱ具有超流动性,使它可以在杯壁上自由内外流动 ②1938年阿兰等人发现的氦刀喷泉。 在一根玻璃管里,装着很细的金刚砂,上端接出来一根细的喷嘴。将这玻璃管浸到氦Ⅱ中,用光照玻璃管粗的下部,细喷嘴就会喷出氦Ⅱ的喷泉,光越强喷得越高,可以高达数厘米。 氦Ⅱ喷泉也是超流体的特殊性质。在这个实验中,光能直接变成了机械能。 (五)研究意义 在控制压强的前提下,氦Ⅱ可不断降温并保持液态。物理学家以此为低温环境开启了低温物理学。 此外,氦Ⅱ的超流体性也是重要的研究课题 |
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