Ciekły hel: Różnice pomiędzy wersjami

[wersja przejrzana][wersja przejrzana]
Usunięta treść Dodana treść
Ilustracje
m poprawa linków do przek., WP:SK, drobne merytoryczne
Linia 2:
'''Ciekły hel''' – [[hel (pierwiastek)|hel]] pierwiastkowy w stanie [[ciecz|ciekłym]].
 
Hel występuje w stanie ciekłym tylko w bardzo niskich [[temperatura]]ch. [[Temperatura wrzenia]] i [[Punkt krytyczny (fizyka)|punkt krytyczny]] zależą od składu [[izotopIzotopy|izotopowego]]owego (patrz tabela poniżej). Gęstość ciekłego helu przy ciśnieniu 1 [[atmosfera fizyczna|atm]] wynosi w przybliżeniu 0,125 g/cm<sup>3</sup>.
 
Izotop helu <sup>4</sup>He po raz pierwszy skroplił [[Kamerlingh Onnes]] [[10 lipca]] [[1908]] roku. Ciekły <sup>4</sup>He jest stosowany w [[kriogenika|kriogenice]]; jest używany do chłodzenia [[nadprzewodniknadprzewodnictwo|nadprzewodzących]] [[magnes]]ów stosowanych w spektroskopii [[Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego|MRI]] i [[Spektroskopia NMR|NMR]], a także w akceleratorach cząstek naładowanych w celu zmiany kierunku ich ruchu.
 
Temperatura skraplania helu jest bardzo niska ze względu na małą [[masa atomowa|masę atomową]] tego [[pierwiastek chemiczny|pierwiastka]] oraz słabe [[oddziaływania międzycząsteczkowe]], wynikające z pełnego obsadzenia [[powłoka walencyjna|powłoki walencyjnej]] [[elektron]]ami, podobnie jak w przypadku innych [[gazy szlachetneHelowce|gazów szlachetnych]]. Mała masa atomowa powoduje, że energia [[mechanika kwantowa|kwantowych]] [[Energia punktu zerowego|drgań zerowych]] wokół położenia równowagi osiąga relatywnie znaczne wartości. Energia ta wzrasta wraz z upakowaniem przestrzennym atomów helu, zatem faza stała jest nietrwała w stosunku do cieczy.
Pod ciśnieniem atmosferycznym hel pozostałby ciekły nawet w temperaturze [[zero bezwzględne|zera bezwzględnego]]. W wystarczająco niskiej temperaturze, zarówno <sup>3</sup>He jak i <sup>4</sup>He przechodzą w stan [[nadciekłość|nadciekły]] (zobacz tabelę poniżej).
Wyraźne efekty kwantowe powodują również bardzo niewielką różnicę między temperaturą wrzenia a temperaturą krytyczną.
 
Ciekły <sup>3</sup>He i <sup>4</sup>He nie są całkowicie rozdzielone w temperaturze 0,9 K (-272 °C) pod [[ciśnienie pary nasyconej|ciśnieniem pary nasyconej]]. Poniżej tej temperatury mieszanina podlega rozdzieleniu na dwa [[izotopizotopy]]y, w której <sup>3</sup>He jest w stanie ciekłym, a <sup>4</sup>He w stanie nadciekłym (dzieje się tak, ponieważ może zajść spadek entalpii powodujący rozdział). W niskiej temperaturze, faza nadciekła bogata w <sup>4</sup>He zawieramoże niecozawierać ponaddo 6% <sup>3</sup>He, któreumożliwia możnato rozdzielićotrzymywanie przy pomocy specjalnego urządzenia, które może osiągnąć temperaturętemperatur rzędu kilku mK powyżej [[zero bezwzględne|zera bezwzględnego]]<ref>{{cytuj pismo | nazwisko = | imię = | autor = D.O. Edwards, D.F. Brewer, P. Seligman, M. Skertic, M. Yaqub | tytuł = Solubility of He3 in Liquid He4 at 0°K| czasopismo = Phys. Rev. Lett. | wolumin = 15| wydanie = 20| strony = 773–775| data = 1965| wydawca = | miejsce = | issn = | doi =10.1103/PhysRevLett.15.773}}</ref>.
 
{|class = "wikitable"
Linia 29:
|29 atm przy 0,3 K
|-
|Temperatura przemiany w [[nadciekłość|nadciecz]] przy ciśnieniu pary nasyconej<br />([[przemiana lambda]])
|2,17 K (-270,98 °C)
|1 mK przy braku pola magnetycznego
|}
 
== Galeria ==
<gallery><center>
Plik:Liquid Helium.jpg|Ciekły, wolno wrzący hel w wyewakuowanym naczyniu pod ciśnieniem 1 atm, w temperaturze 4,2 K.
Plik:Liquid helium lambda point transition.jpg|Ciekły hel w [[Przemiana lambda|punkcie lambda]]
 
Plik:Liquid helium lambdasuperfluid point transitionphase.jpg|CiekłyNadciekły hel w punkcietemperaturze lambda.poniżej 2,7 K
 
Plik:Liquid helium superfluid phase.jpg|Nadciekły hel w temperaturze poniżej 2,7 K.
</center></gallery>
 
== Zobacz też ==
* [[ciekły azot]]
* [[ciekły tlen]]
* [[ciekły wodór]]
 
{{Przypisy}}
 
{{Modele atomów}}