氦Ⅱ

氦Ⅱ

卡美林·奧涅斯把前一種冒泡的液態氦叫做氦Ⅰ,而把後一種靜止的液態氦做氦Ⅱ。對於一般液體來說,隨著溫度降低,密度會逐漸增加。卡美林·奧涅斯使液態氦的溫度下降,果然,液氦的密度增大了。但是,當溫度下降到零下271攝氏度(T=2.173K)的時候,怪事出現了,液態氦突然停止起泡,變成像水晶一樣的透明,一動也不動,好像一潭死水,而密度突然又減小了。

基本介紹

  • 中文名:氦Ⅱ
  • 狀態:液體
  • 溫度:下降到零下271攝氏度
  • 密度:增大
物質發現,讀法,形成原因,特殊性質,研究意義,

物質發現

卡美林·奧涅斯是第一個得到液氦的科學家。他並不滿足,還想使溫度進一步降低,以得到固態氦。他沒有成功(固態氦是1926年基索姆用降低溫度和增大壓力的方法首先得到的),卻得到了一個沒有預料到的結果。
這是另一種液態氦。卡美林·奧涅斯把前一種冒泡的液態氦叫做氦Ⅰ,而把後一種靜止的液態氦做氦Ⅱ。

讀法

氦Ⅱ讀為氦二世

形成原因

在1大氣壓下,He原子氣體系統在溫度為4.215K時開始液化,但因其零點能強,原子間的范德瓦爾斯(Van der Waals)吸引勢能還不能使系統固化(可視為氦原子間作用力強度不夠),到T=0K也仍然是液體,可稱之為永久液體,需加壓至25大氣壓才開始固化

特殊性質

1。值為零
2。熱導率極高
氦Ⅱ其黏性係數η<10Pa·s,比相變前的要小10倍,呈現無黏滯的超流動性
關於超流動性的實驗
①把一個小玻璃杯按在氦Ⅱ中。玻璃杯本是空的,但是過了一會,杯底出現了液態氦,慢慢地漲到跟杯子外面的液態氦一樣平為止。
把這個盛著液態氦的小玻璃杯提出來,掛在半空。一段時間後,玻璃杯底下出現了液氦,一滴,兩滴,三滴……不一會,杯中的液態氦就“漏”光了。
原因在於氦Ⅱ具有超流動性,使它可以在杯壁上自由內外流動
②1938年阿蘭等人發現的氦刀噴泉。
在一根玻璃管里,裝著很細的金剛砂,上端接出來一根細的噴嘴。將這玻璃管浸到氦Ⅱ中,用光照玻璃管粗的下部,細噴嘴就會噴出氦Ⅱ的噴泉,光越強噴得越高,可以高達數厘米。
氦Ⅱ噴泉也是超流體的特殊性質。在這個實驗中,光能直接變成了機械能

研究意義

在控制壓強的前提下,氦Ⅱ可不斷降溫並保持液態。物理學家以此為低溫環境開啟了低溫物理學。
此外,氦Ⅱ的超流體性也是重要的研究課題

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