Przemiana lambda

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
Wykres ciepła molowego helu w funkcji temperatury

Przemiana lambda – charakterystyczna przemiana fazowa helu zachodząca w pobliżu zera bezwzględnego. Jest to przemiana fazowa II rodzaju z fazy ciekłej helu I do fazy nadciekłej helu II.

Piotr Leonidowicz Kapica (ros. Пётр Леонидович Капица) (ur. 27 czerwca/9 lipca 1894 w Kronsztadzie, zm. 8 kwietnia 1984 w Moskwie) – fizyk rosyjski, badacz fizyki niskich temperatur, odkrywca zjawiska nadciekłości helu w 1937, za co otrzymał nagrodę Nobla z fizyki w 1978 (dzieląc ją z Arno Penziasem i Robertem Woodrowem Wilsonem, odkrywcami kosmicznego mikrofalowego promieniowania reliktowego).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).

Charakterystyka[ | edytuj kod]

Oznacza to, że temu przejściu fazowemu nie towarzyszy wydzielanie lub pochłanianie ciepła, jak to ma miejsce w przemianach fazowych pierwszego rodzaju, np. przy krzepnięciu czy wrzeniu. Przemiana ta zachodzi w temperaturze 2,17 K pod ciśnieniem pary nasyconej, która przy tej temperaturze wynosi 50 hPa. Ciepło molowe helu zmienia się w okolicy tej temperatury w bardzo charakterystyczny sposób.

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.Krzepnięcie – proces przechodzenia ciała ze stanu ciekłego w stan stały. Krzepnięcie wielu substancji zachodzi w określonej temperaturze zwanej temperaturą krzepnięcia (dla wody 0 °C). W miejscu styku substancji w stanie stałym i stanie ciekłym w cieczy i w ciele stałym podczas krzepnięcia i topnienia jest taka sama temperatura zwana temperaturą topnienia. Temperatura topnienia jest podawana jako wielkość charakterystyczna dla wielu substancji. Temperatura topnienia (krzepnięcia) zależy nieznacznie od ciśnienia. Krzepnięciu towarzyszy wydzielanie ciepła co jest równoważne temu, że krzepnięcie przy stałym ciśnieniu wymaga odprowadzenia ciepła z krzepnącej substancji. Ilość ciepła wydzielanego podczas krzepnięcia wyraża się wzorem

Przy ciśnieniu wyższym od ciśnienia pary nasyconej temperatura przejścia jest niższa. W pobliżu krzywej krzepnięcia temperatura ta osiąga wartość 1,76 K.

Na diagramie ciśnienia w funkcji temperatury krzywa wykresu fazowego przyjmuje kształt greckiej litery λ, podobnie jak to ma miejsce z wykresem ciepła molowego od temperatury – stąd wzięła się nazwa przemiany.

Historia odkrycia[ | edytuj kod]

Pierwsze informacje o przemianie fazowej lambda pochodzą z roku 1927. Mieczysław Wolfke, prowadzący wówczas badania w Lejdzie, zauważył skokową zmianę przenikalności elektrycznej helu podczas ochładzania do temperatury bliskiej zera bezwzględnego. Badania zjawiska kontynuował Willem Keesom, badając temperaturowe zmiany ciepła właściwego helu. Badania te doprowadziły do potwierdzenia, że efekt odkryty przez Wolfkego jest związany z przemianą fazową. Badacze ci po raz pierwszy uzyskali ciecz nadciekłą i zarejestrowali przemianę fazową prowadzącą do tego stanu, ale dopiero 6 lat później Piotr Kapica oraz John Allen z Donem Misenerem zauważyli niezwykłość stanu nadciekłego.

Wykres fazowy (diagram fazowy) – dla różnych faz pozostających w stanie równowagi – zależność składu danej fazy od składu innej fazy; wykres taki zawiera informację na temat obszarów lub punktów współistnienia, w których istnieją jednocześnie różne fazy.Ciśnienie (prężność) pary nasyconej - ciśnienie, przy którym w określonej temperaturze gaz jest w stanie równowagi z cieczą. Występuje wówczas równowaga między parowaniem i skraplaniem.

Bibliografia[ | edytuj kod]

  • Encyklopedia fizyki współczesnej. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1983, s. 396. ISBN 83-01-00391-X.




  • Warto wiedzieć że... beta

    Ciśnienie – wielkość skalarna określona jako wartość siły działającej prostopadle do powierzchni podzielona przez powierzchnię na jaką ona działa, co przedstawia zależność:
    Przemiana fazowa (przejście fazowe) – proces termodynamiczny, polegający na przejściu jednej fazy termodynamicznej w drugą, zachodzący w kierunku zapewniającym zmniejszenie energii swobodnej układu
    Mieczysław Wolfke (ur. 29 maja 1883 w Łasku, zm. 4 maja 1947 w Zurychu) – polski fizyk, prekursor telewizji i holografii.
    Uniwersytet w Lejdzie, Universiteit Leiden - jest najstarszym holenderskim uniwersytetem. Założony w 1575 przez Wilhelma I Orańskiego. Związki rodziny królewskiej z uczelnią pozostają silne, studiowały tam królowe Wilhelmina, Juliana i Beatrycze oraz król Wilhelm Aleksander.
    Zero bezwzględne (temperatura zera bezwzględnego, zero absolutne) – temperatura równa zero w termodynamicznej skali temperatur, czyli jest to temperatura, w której wszystkie elementy układu termodynamicznego uzyskują najniższą z możliwych energii. Temperatura ta odpowiada −273,15 °C = 0 K.
    Płyn – każda substancja, która może płynąć, tj. charakteryzuje się wielką łatwością zmieniania wzajemnego położenia poszczególnych elementów nawet dla niewielkich sił, w przeciwieństwie do ciał stałych, które przy niewielkich siłach wykazują proporcjonalność odkształcenia do naprężeń. W wyniku czego płyn może swobodnie przemieszczać się (przepływać).
    Wrzenie – zjawisko przemiany cieczy w gaz (parę), podczas którego powstają i rosną pęcherzyki pary nasyconej w objętości. Czyli wrzenie jest to gwałtowne parowanie nie tylko na powierzchni, ale także w całej objętości. Wrzenie wymaga dostarczania energii do wrzącego ciała, dlatego jest przejściem fazowym pierwszego rodzaju.

    Reklama