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液态氦

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{| class="wikitable" align="right"|-| style="background: #FF2400" align= center| '''<big> 是氦的液化体。无色透明,无臭无味。它可获得mK级的超低温,是一种最主要的低温源。具有性质</big>'''|-|<center><img src=https://so1.360tres.com/t01597e69bee7b6ed50.jpg width="300"></center><small>[https: 如在常压下永远不会凝成固体,没有三相点,只有当压力超过2//baike.5MPa后才出现固相;存在入相变现象,在入点(2so.172K)处比热、密度等都有突变;存在超流性、爬行膜现象和超导热性,粘滞系数接近于零。com/gallery/list?ghid=first&pic_idx=1&eid=4945095&sid=5166135 来自 呢图网 的图片]</small>|-| style="background: #FF2400" align= center| '''<big></big>'''
氦单质在极低温度下由气态氦转变为液态氦。由于氦原子间的相互作用(范德华力)和原子质量都很小,很难液化,更难凝固。富同位素He的气液相变曲线的临界温度和临界压强分别为5.20K和2.26大气压,一个标准大气压下的温度为4.215K在常压下,温度从临界温度下降至绝对零度时,氦始终保持为液态,不会凝固,只有在大于25大气压时才出现固态。|-
在2.18K时会有明显的性质改变,如获得超流性,被称作He II,来与普通的液氦(He I)区别开。| align= light|
基本信息中文名称 液氦
外文名称liquid ;liquid helium
本质 氦的液化体
目录1物理性质2化学性质3用途4资源分布5研究历史折叠编辑本段物理性质折叠内容简介氦在通常情况下为无色、无味的气体;熔点-272.2℃(25个大气压),沸点-268.785℃;密度0.1785g/L,临界温度-267.8℃,临界压力2.26大气压;水中溶解度8.61cm/kg水。氦是唯一不能在标准大气压下固化的物质。液态氦在温度下降至2.18K时(HeⅡ),性质发生突变,成为一种超流体,能沿容器壁向上流动,热传导性为铜的800倍;其比热容、表面张力、压缩性都是反常的。|}
''' 在一个大气压下密度为0.125g/mL '''是氦的液化体 氦有两种天然同位素:氦-3、氦-4 无色透明 自然界中存在 无臭无味。它可获得mK级 氦基本上全是氦-4。普通液氦 超低温, 是一种 很易流动 最主要 无色液体,其表面张力极小,折射率和气体差不多,因而不易看到它 低温源 液态He包括 具有 性质 :如在常压下永远 同的两个 会凝成[[固体]],没有三 分别称为HeⅠ和HeⅡ, 只有当压力超过2.5MPa后才出现固相;存 两个 之间的转 温度 现象,在入点(2.172K) ,液氦的 比热、 密度 等都有突变;存在超流性 电容率 爬行膜[[现象]] 超导 容均呈现反常的增大 性,粘滞系数接近于零 两个液相HeⅠ和HeⅡ间的转变温度称为λ点,饱和蒸气压下的λ点为2<ref>[https://wenda.so.172K,压强增加时,λ点移向较低的温度,两个 com/q/1389203277066133?src=180&q=%E6%B6%B2%E6%B0%A6 相的相变曲线为一直线 氦 有什么用] 称为λ线。360问答,2014年01月07日 </ref>
氦单质在极低温度下由气态氦转变为液态氦。由于氦原子间的相互作用(范德华力)和原子质量都很小,很难液化,更难凝固。富同位素He的气液相变[[曲线]]的临界温度和临界压强分别为5.20K和2.26大气压,一个标准大气压下的温度为4.215K在常压下,温度从临界温度下降至绝对零度时,氦始终保持为[[液态]],不会凝固,只有在大于25大气压时才出现固态。 在2.18K时会有明显的性质改变,如获得超流性,被称作He II,来与[[普通]]的液氦(He I)区别开。 ==物理性质=====内容简介===氦在通常情况下为无色、无味的气体;熔点-272.2℃(25个大气压),沸点-268.785℃;密度0.1785g/L,临界温度-267.8℃,临界压力2.26大气压;水中溶解度8.61cm/kg水。氦是唯一不能在标准大气压下固化的物质。液态氦在温度下降至2.18K时(HeⅡ),性质发生突变,成为一种超流体,能沿容器壁向上流动,[[热传导]]性为铜的800倍;其比热容、表面张力、压缩性都是反常的。 液氦在一个大气压下密度为0.125g/mL。氦有两种天然同位素:氦-3、氦-4,自然界中存在的氦基本上全是氦-4。普通液氦是一种很易流动的无色液体,其表面张力极小, 射率和气体差不多,因而不易看到它。液态He包括性质不同的两个相,分别称为HeⅠ和HeⅡ,在两个相之间的转变[[温度]]处,液氦的密度、电容率和比热容均呈现反常的增大。两个液相HeⅠ和HeⅡ间的转变温度称为λ点,饱和蒸气压下的λ点为2.172K,压强增加时,λ点移向较低的温度,两个液相的相变[[曲线]]为一直线,称为λ线。 === 超流体===
液氦具有一系列引人注目的特点,主要表现在以下几方面。
超流动性普通液体的粘滞度随温度的下降而增高,与此不同,HeⅠ的粘滞度在 [[ 温度 ]] 下降到2.6K左右时,几乎与温度无关,其数值约为3×10帕秒,比普通液体的粘滞度小得多。在2.6K以下,HeⅠ的粘滞度随温度的降低而迅速下降。HeⅡ的粘滞度在λ点以下的温度时立刻降至 [[ 非常 ]] 小的值(<10帕秒),这种几乎没有粘滞性的特性称为超流动性。用粗细不同的毛细管做实验时,发现流管愈细,超流动性就愈明显,在直径小于10cm的流管中,流速与压强差和流管长度几乎无关,而仅取决于温度,流动时不损耗动能  氦膜任何与HeⅡ接触的器壁上覆盖一层液膜,液膜中只包含无粘滞性的超流体成分,称为氦膜。氦膜的存在使液氦能沿器壁向尽可能低的位置移动。将空的烧杯部分地浸于HeⅡ中时,烧杯外的液氦将沿烧杯外壁爬上杯口,并进入杯内,直至杯内和杯外液面持平。反之,将盛有液氦的烧杯提出液氦面时,杯内液氦将沿器壁不断转移到杯外并滴下。液氦的这种转移的速率与液面高度差、路程长短和障壁[[高度]]无关
氦膜任何与He 对He 接触 性质的[[理论]]研究首先由F.伦敦作出。He原子是自旋为整数 器壁上覆盖一层液膜 玻色子 液膜中只包含无粘滞性 伦敦把HeⅡ看成是由玻色子组成 超流 玻色气 成分 ,遵守玻色统计规律,玻色统计允许不同粒子处于同一量子态中。伦敦证明了存在一个临界温度Tc,当温度低于Tc时,一些粒子会同时处于零点振动能[[状态]](即基态) ,称为 氦膜。氦膜 凝聚,温度愈低,凝聚到零点振动能状态 粒子数就愈多, 使液氦能沿器壁向尽可 绝对零度时,全部粒子都凝聚到零点振动 状态,以上现象称为玻色-爱因斯坦凝聚。L.蒂萨认为HeⅡ的超流动性起因于玻色-爱因斯坦凝聚。由于已凝聚到基态的HeⅡ原子具有最 低的 位置移 零点振 能,故有极大的平均自由程,能够几乎无阻碍地通过极细的毛细管 将空 蒂萨首先提出二流体型,后来L.D.朗道修正和补充了此模型。二流体模型认为HeⅡ由两部分独立的、可互相渗透的流体组成,一种是处于基态 烧杯 凝聚 部分 地浸 ,熵等于零,无粘滞性,是超流体;另一种是处于激发态(未凝聚)的正常流体,熵不等于零,有粘滞性。两种流体的密度之和等 于HeⅡ 的总密度,[[温度]]降至λ点 时, 烧杯外 正常流体开始部分地转变为超流体,温度愈低,超流体 液氦将沿烧杯外壁爬上杯口 密度愈大 并进入杯内 而正常流体的密度则愈小 直至杯内和杯外液面持平。反之 在绝对零度时 将盛 原子都处于凝聚状态,全部流体均为超流体。利用这个二流体模型可解释关于 液氦的 烧杯提出液 许多力学和热学[[性质]]。== 相关视频 ==<center>{{#iDisplay:f0790f6dbg7|480|270|qq}}<center>宇宙中丰度第二高的元素 面时 杯内液氦将沿器壁不断转移到杯外并滴下。 液氦 奇妙 这种转移的速率与液面高度差、路程长短和障壁高度无关。超流体特性</center></center>== 参考资料 ==
[[Category:340 对HeⅡ性质的理论研究首先由F.伦敦作出。He原子是自旋为整数的玻色子,伦敦把HeⅡ看成是由玻色子组成的玻色气体,遵守玻色统计规律,玻色统计允许不同粒子处于同一量子态中。伦敦证明了存在一个临界温度Tc,当温度低于Tc时,一些粒子会同时处于零点振动能状态(即基态),称为凝聚,温度愈低,凝聚到零点振动能状态的粒子数就愈多,在绝对零度时,全部粒子都凝聚到零点振动能状态,以上现象称为玻色-爱因斯坦凝聚。L.蒂萨认为HeⅡ的超流动性起因于玻色-爱因斯坦凝聚。由于已凝聚到基态的HeⅡ原子具有最低的零点振动能,故有极大的平均自由程,能够几乎无阻碍地通过极细的毛细管。蒂萨首先提出二流体型,后来L.D.朗道修正和补充了此模型。二流体模型认为HeⅡ由两部分独立的、可互相渗透的流体组成,一种是处于基态的凝聚部分,熵等于零,无粘滞性,是超流体;另一种是处于激发态(未凝聚)的正常流体,熵不等于零,有粘滞性。两种流体的密度之和等于HeⅡ的总密度,温度降至λ点时,正常流体开始部分地转变为超流体,温度愈低,超流体的密度愈大,而正常流体的密度则愈小,在绝对零度时,所有原子都处于凝聚状态,全部流体均为超流体。利用这个二流体模型可解释关于液氦的许多力学和热学性质。化學總論]]
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