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人類最早發(fā)現(xiàn)的超流體是接近絕對(duì)零度的
題目

人類最早發(fā)現(xiàn)的超流體是接近絕對(duì)零度的

可圈可點(diǎn)用戶
2021-12-27 18:45
優(yōu)質(zhì)解答

答案

液氦

解析

液氦是氦的液化體。無色透明,無臭無味。臨界溫度(5.20K)和沸點(diǎn)(4.125K)最低。它可獲得mK級(jí)的超低溫,是一種最主要的低溫源。具有性質(zhì):如在常壓下永遠(yuǎn)不會(huì)凝成固體,沒有三相點(diǎn),只有當(dāng)壓力超過2.5MPa后才出現(xiàn)固相;存在入相變現(xiàn)象,在入點(diǎn)(2.1 72K)處比熱、密度等都有突變;存在超流性、爬行膜現(xiàn)象和超導(dǎo)熱性,粘滯系數(shù)接近于零。

氦單質(zhì)在極低溫度下由氣態(tài)氦轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)氦。由于氦原子間的相互作用(范德華力)和原子質(zhì)量都很小,很難液化,更難凝固。富同位素4He的氣液相變曲線的臨界溫度和臨界壓強(qiáng)分別為5.20K和2.26大氣壓,一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的溫度為4.215K在常壓下,溫度從臨界溫度下降至絕對(duì)零度時(shí),氦始終保持為液態(tài),不會(huì)凝固,只有在大于25大氣壓時(shí)才出現(xiàn)固態(tài)。

在2.18K時(shí)會(huì)有明顯的性質(zhì)改變,如獲得超流性,被稱作HeII,來與普通的液氦(HeI)區(qū)別開。

英國(guó)物理學(xué)家杜瓦在1898年首先得到了液態(tài)氫。就在同一年,荷蘭的物理學(xué)家卡美林·奧涅斯也得到了液態(tài)氫。液態(tài)氫的沸點(diǎn)是零下253℃,在這樣低的溫度下,其他各種氣體不僅變成液體,而且都變成了固體。只有氦是最后一個(gè)不肯變成液體的氣體。卡美林·奧涅斯決心把氦氣也變成液體。

1908年7月,卡美林·奧涅斯成功了,氦氣變成了液體。

擴(kuò)展知識(shí)

物理學(xué)把零下273.15℃叫做絕對(duì)零度。這個(gè)溫度標(biāo)叫做絕對(duì)溫標(biāo),用K表示。0K就是-273.15℃,而273.15K就是0℃。從理論上講,絕對(duì)零度是達(dá)不到的,但是可以不斷接近它。液態(tài)氫的沸點(diǎn)是絕對(duì)溫標(biāo)20.2K,液態(tài)氦的沸點(diǎn)是絕對(duì)溫標(biāo)4.2K。在絕對(duì)溫標(biāo)2.18K的時(shí)候,氦Ⅰ變?yōu)楹あ颉?935年,利用“絕熱去磁”法,使液態(tài)氦冷到絕對(duì)溫標(biāo)0.0034K;1957年,達(dá)到絕對(duì)溫標(biāo)0.00002K;目前已達(dá)到2.4×10-11K了。

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2021-12-27 23:45
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