• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Ciekły hel

    Przeczytaj także...
    Kriogenika (gr. krios – zimno, genos – ród) – dziedzina nauki (fizyki i techniki) zajmująca się badaniem i wykorzystaniem właściwości ciał w niskich temperaturach, uzyskiwaniem i mierzeniem niskich temperatur. Temperatury te nie są ściśle zdefiniowane, zwykle przyjmuje się jako graniczne temperatury niższe od −150 °C (123 K).Mechanika kwantowa (teoria kwantów) – teoria praw ruchu obiektów świata mikroskopowego. Poszerza zakres mechaniki na odległości czasoprzestrzenne i energie, dla których przewidywania mechaniki klasycznej nie sprawdzały się. Opisuje przede wszystkim obiekty o bardzo małych masach i rozmiarach - np. atom, cząstki elementarne itp. Jej granicą dla średnich rozmiarów lub średnich energii czy pędów jest mechanika klasyczna.
    Ciekły tlen (LOX, LOx, Lox z ang. Liquid oxygen) − pierwiastkowy tlen w stanie ciekłym. Ma bladoniebieski kolor i silne właściwości paramagnetyczne. Ciekły tlen ma gęstość 1,141 g/cm³ i jest przechowywany w naczyniach kriogenicznych (temperatura wrzenia O2 wynosi -182 °C) pod normalnym ciśnieniem 101,325 kPa (760 mmHg). Ciekły tlen ma wiele zastosowań przemysłowych i medycznych. Ciekły tlen jest otrzymywany (obok ciekłego azotu) przez destylację frakcyjną skroplonego powietrza.
    Ciekły hel w szklanej łyżeczce

    Ciekły helhel pierwiastkowy w stanie ciekłym.

    Hel występuje w stanie ciekłym tylko w ekstremalnie niskich temperaturach. Temperatura wrzenia i punkt krytyczny zależą od składu izotopowego (patrz tabela poniżej). Gęstość ciekłego helu przy ciśnieniu 1 atm wynosi w przybliżeniu 0,125 g/cm.

    Izotop helu He po raz pierwszy skroplił Kamerlingh Onnes 10 lipca 1908 roku. Ciekły He jest stosowany w kriogenice; jest używany do chłodzenia nadprzewodzących magnesów stosowanych w spektroskopii MRI i NMR, a także w akceleratorach cząstek naładowanych w celu zmiany kierunku ich ruchu.

    Temperatura wrzenia – temperatura, przy której ciśnienie powstającej pary (ciśnienie pary nasyconej) jest równe ciśnieniu otoczenia, skutkiem czego parowanie następuje w całej objętości cieczy (dana substancja wrze).Izotopy – odmiany pierwiastka chemicznego różniące się liczbą neutronów w jądrze atomu (z definicji atomy tego samego pierwiastka mają tę samą liczbę protonów w jądrze). Izotopy tego samego pierwiastka różnią się liczbą masową (łączną liczbą neutronów i protonów w jądrze), ale mają tę samą liczbę atomową (liczbę protonów w jądrze).

    Temperatura skraplania helu jest bardzo niska ze względu na małą masę atomową tego pierwiastka oraz słabe oddziaływania międzycząsteczkowe, wynikające z pełnego obsadzenia powłoki walencyjnej elektronami, podobnie jak w przypadku innych gazów szlachetnych. Mała masa atomowa powoduje, że energia kwantowych 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 zera bezwzględnego. W wystarczająco niskiej temperaturze, zarówno He jak i He przechodzą w stan nadciekły (zobacz tabelę poniżej). Wyraźne efekty kwantowe powodują również bardzo niewielką różnicę między temperaturą wrzenia a temperaturą krytyczną.

    Punkt krytyczny to warunki krytyczne definiujące stan układu fizycznego oddzielające stany o odmiennych właściwościach (ciecz - para nasycona), w którym nie można rozróżnić obu stanów (cieczy i pary nasyconej). Na przykład:Hel (He, łac. helium) – pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 2, z grupy helowców (gazów szlachetnych) w układzie okresowym. Jest po wodorze drugim najbardziej rozpowszechnionym pierwiastkiem chemicznym we wszechświecie, jednak na Ziemi występuje wyłącznie w śladowych ilościach (4×10% w górnych warstwach atmosfery).

    Ciekły He i He nie są całkowicie rozdzielone w temperaturze 0,9 K (-272 °C) pod ciśnieniem pary nasyconej. Poniżej tej temperatury mieszanina podlega rozdzieleniu na dwa izotopy, w której He jest w stanie ciekłym, a He w stanie nadciekłym (dzieje się tak, ponieważ może zajść spadek entalpii powodujący rozdział). W niskiej temperaturze, faza nadciekła bogata w He może zawierać do 6% He, umożliwia to otrzymywanie temperatur rzędu kilku mK powyżej zera bezwzględnego.

    Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego, spektroskopia NMR (ang. Nuclear Magnetic Resonance) – jedna z najczęściej stosowanych obecnie technik spektroskopowych w chemii i medycynie.Temperatura – jedna z podstawowych wielkości fizycznych (parametrów stanu) w termodynamice. Temperatura jest związana ze średnią energią kinetyczną ruchu i drgań wszystkich cząsteczek tworzących dany układ i jest miarą tej energii.

    Galeria[]

  • Ciekły, wolno wrzący hel w wyewakuowanym naczyniu pod ciśnieniem 1 atm, w temperaturze 4,2 K

  • Ciekły hel w punkcie lambda

  • Nadciekły hel w temperaturze poniżej 2,17 K

  • Zobacz też[]

  • ciekły azot
  • ciekły tlen
  • ciekły wodór
  • Przypisy

    1. D.O. Edwards, D.F. Brewer, P. Seligman, M. Skertic, M. Yaqub. Solubility of He3 in Liquid He4 at 0°K. „Phys. Rev. Lett.”. 15 (20), s. 773–775, 1965. DOI: 10.1103/PhysRevLett.15.773. 



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Warto wiedzieć że... beta

    Nadprzewodnictwo – stan materiału polegający na zerowej rezystancji, jest osiągany w niektórych materiałach w niskiej temperaturze.
    Ciśnienie (prężność) pary nasyconej - ciśnienie, przy którym w określonej temperaturze gaz jest w stanie równowagi z cieczą. Występuje wówczas równowaga między parowaniem i skraplaniem.
    Helowce (gazy szlachetne) – pierwiastki chemiczne ostatniej, 18 (dawn. 0 lub VIII głównej) grupy układu okresowego. Do pierwiastków tych zalicza się: hel, neon, argon, krypton, ksenon, radon. Prawdopodobnie gazem szlachetnym jest również syntetyczny pierwiastek ununoctium.
    Energia punktu zerowego (inaczej energia próżni) to w mechanice kwantowej najniższa możliwa energia jaką może przyjąć dowolny układ kwantowy. Z definicji wszystkie układy kwantowe posiadają energię punktu zerowego.
    Entalpia (H) (zawartość ciepła) — w termodynamice wielkość fizyczna będąca funkcją stanu mająca wymiar energii, będąca też potencjałem termodynamicznym, oznaczana przez H, h,I lub χ, którą definiuje zależność:
    Ciecz – stan skupienia materii – pośredni między ciałem stałym a gazem, w którym ciało fizyczne trudno zmienia objętość, a łatwo zmienia kształt. Wskutek tego ciecz przyjmuje kształt naczynia, w którym się znajduje, ale w przeciwieństwie do gazu nie rozszerza się, aby wypełnić je całe. Powierzchnia styku cieczy z gazem lub próżnią nazywa się powierzchnią swobodną cieczy.
    Atmosfera fizyczna (atmosfera normalna, atm) – pozaukładowa jednostka miary ciśnienia, równa ciśnieniu 760 milimetrów słupa rtęci (mmHg) w temperaturze 273,15 K (0 °C), przy normalnym przyspieszeniu ziemskim.

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.037 sek.