Свойства жидкого гелия

Жидкость, не обладающая вязкостью, поверхностным натяжением и не изменяющая объема при изменении температуры и давления, называется идеальной. К идеальной жидкости близок по свойствам жидкий гелий. [c.61]

Несмотря на перечисленные трудности, метод адиабатического размагничивания послужил основой большого числа новых исследований. Наиболее простыми являются эксперименты, относящиеся к определению магнитных свойств самих парамагнитных солей и достигаемых с их помощью абсолютных температур. Однако ири помощи солей охлаждались также и другие материалы с целью проведения на них физических измерений. В последние годы были изучены свойства жидкого гелия, открыто несколько новых сверхпроводников и измерена электропроводность и теплопроводность многих металлов. [c.424]

На рис. 10.14 приведена найденная таким способом зависимость со q) для кристалла алюминия, а на рис. 10.15 — для жидкого гелия. Отметим, что вид дисперсионной кривой на рис. 10.15 был предсказан Л. Д. Ландау в 1947 г. на основе анализа термодинамических свойств жидкого гелия. [c.560]

Сверхтекучесть разреженного бозе-газа. Изложенная в предыдущих разделах теория сверхтекучести, хотя и дает последовательное описание свойств жидкого гелия, не является микроскопической теорией в полном смысле слова. Так, например, оказывается невозможным строго вычислить энергетический спектр гелия, оказывается неопределенным параметр обрезания входящий в выражение для энергии вихре- [c.662]

СВОЙСТВА ЖИДКОГО ГЕЛИЯ II [c.346]

Рис. 5.5. Схемы опытов, демонстрирующих необычные динамические свойства жидкого гелия а — эффект фонтанирования при освещении лучами 2 трубки, заполненной наждачным порошком 3 и помещенной в гелиевую ванну 1 из верхнего конца трубки бьет фонтан 4 жидкого гелия б — механокалорический эффект при быстром вытекании жидкого гелия из сосуда 1 температура внутри сосуда повышается (при обратном процессе понижается) 2 — измеритель температуры 3 — спрессованный порошок

Еще до того, как появилась известная теория Ландау [372], правильно описывающая свойства жидкого гелия, Лондон [3731 рассматривал .-переход в гелии (переход Не I в НеП) как прямой аналог конденсации идеального газа Бозе — Эйнштейна. [c.252]

Свойства жидкого гелия. Жидкий гелий ниже А,-точки, т. е. Не II, или сверхтекучий гелий, имеет ряд замечательных свойств. [c.356]

В предыдущем параграфе мы видели, что двухжидкостная теория Ландау и эмпирически полученный спектр возбуждений (фиг. 11.7) объясняют значительную часть сверхтекучих свойств жидкого гелия. Таким образом, для глубокого понимания явления сверхтекучести необходимо теоретически вывести спектр возбуждений и, конечно, объяснить фазовый переход. В частности, мы должны объяснить следующее [c.363]

В случае фононов мы рассматриваем конфигурации, в которых при изменении знака г ) меняется плотность распределения. Изменение плотности не может быть получено с помощью перестановки атомов. Именно поэтому учет бозе-статистики не влияет на фононные состояния. Но она приводит к тому, что эти состояния оказываются единственными наиболее низко лежащими состояниями системы, так что теплоемкость системы стремится к нулю при стремлении температуры к нулю согласно закону Дебая, т. е. как Т . В этом состоит основное положение, необходимое для понимания свойств жидкого гелия [8, 10, 11]. [c.372]

При температуре 2,19 К жидкий гелий (изотоп Не) имеет так называемую 1-точку (фазовый переход второго рода) ). Ниже этой точки жидкий гелий (в этой фазе его называют Не II) обладает рядом замечательных свойств, из которых наиболее существенным является открытая П. Л. Капицей в 1938 г, сверхтекучесть— свойство протекать по узким капиллярам или щелям, не обнаруживая никакой вязкости. [c.706]

К). При давлении в 1 бар гелий сжижается при температуре около 4° К, а при дальнейшем охлаждении до температуры около 2° К испытывает фазовое превращение второго рода, переходя в жидкий гелий II, обладающий рядом необычных свойств. [c.178]

Переход жидкого гелия в сверхтекучее состояние. В жидком гелии Не при температурах ниже Т = 2,19 К обнаруживаются необычные свойства. Если измерять вязкость гелия методом протекания через щели, то она оказывается равной нулю. При измерениях же этой вязкости методом крутильных колебаний дисков ее величина оказывается конечной, хотя и меньшей, чем в Не выше Гх (Hel). Эти и некоторые другие свойства Не ниже 7 достаточно хорошо объяснены в рамках двухкомпонентной модели, согласно которой ниже Т Не состоит из нормальной компоненты, ведущей себя как обычная жидкость, и особой сверхтекучей компоненты. Первая их этих компонент объясняет опыты с крутильными колебаниями, вторая — с протеканием через щели. Измерение теплоемкости вблизи Тх выявили ее Х-образный характер. Таким образом, Т>. оказалась температурой фазового перехода, причем II рода.. [c.261]

Наиболее низкие температуры соответствуют использованию водорода (Т = ЗЗК) и гелия (T,j = 5,2К). При давлении в 10 Па гелий сжижается при температуре около 4 К, а при охлаждении до температуры около 2 К испытывает фазовое превращение второго рода, переходя в жидкий гелий И, обладающий необычными свойствами. В твердое состояние гелий переходит при сжатии до давления 20-10= Па при давлении 10-10 Па гелий остается жидким до сколь угодно близких к абсолютному нулю температур (рис. 4.10). [c.295]

Нельзя считать жидкий гелий полностью нейтральной средой, так как во время испытания, при сверхтекучести возможно проникновение его в металл. Особенно важно учитывать влияние окружающей среды при определении свойств активных металлов. [c.15]

Диэлектрические свойства жидких газов высоки е = 1,05- 1,4 электрическая прочность = 300 335 кв см. Таким образом, жидкий гелий, водород, неон, аргон, азот являются хорошими диэлектриками и могут применяться в качестве среды для испытания. [c.51]

Рассмотрены вопросы механики разрушения конструкционных материалов при низких температурах. Описаны результаты исследования механических свойств, чувствительности к надрезу, характеристик разрушения ряда алюминиевых, титановых, никелевых сплавов и сталей, а также некоторых композиционных материалов при низких температурах, вплоть до температуры жидкого гелия (4 К). Дана оценка свойств сварных соединений ряда сплавов при низких температурах. [c.4]

В течение ряда лет в США ведутся работы по созданию сверхпроводящих электрогенераторов и электродвигателей постоянного и переменного тока. Одним из факторов, сдерживающих прогресс в этой области, является недостаток данных по свойствам материалов при температуре жидкого гелия. Разрабатываемые электрические машины должны на первых порах работать при температуре К в течение 20—30 лет. Полное отсутствие данных по механическим свойствам и скудные сведения относительно теплофизических свойств сдерживают проектирование, а выбор материала ограничен несколькими исследованными сплавами. Поэтому в США разработана программа изучения теплофизических и механических свойств конструкционных материалов в интервале температур 4—300 К, рассчитанная на 1,5 года с последующим продолжением, по-видимому, еще на 1,5 года. [c.30]

В течение многих лет механические свойства алюминиевых сплавов достаточно подробно исследованы при температурах вплоть до 77 К [1—3], а в последние годы опубликовано много данных по свойствам при 20 К при испытаниях в среде жидкого водорода в качестве хладагента [4—7]. Однако имеются очень ограниченные сведения о свойствах алюминиевых сплавов при 4 К (температура жидкого гелия). Единственный сплав, который был достаточно подробно исследован при этой температуре до 1966 г.,— это сплав 5083 [8]. [c.145]

Магнитные свойства определяли при комнатной температуре (300 К) и при температурах хладагентов смеси сухого льда и спирта — 194,6 К, жидкого азота — 77 К, жидкого гелия — 4,2 К. В каждом случае образец полностью погружали в хладагент, налитый в специальный сосуд, и выдерживали определенное время для приобретения образцом температуры охлаждающей среды. Комнатную температуру замеряли ртутным термометром, температуру смеси сухого льда со спиртом — спиртовым термометром. Температуры жидкого азота и гелия не замеряли специально, потому что считается, что они близки к точкам кипения этих хладагентов. [c.354]

В последние годы созданы совершенные криостаты для испытаний на растяжение при температуре жидкого гелия [1]. Однако возможности низкотемпературной техники необходимо расширять. Разработка оборудования для прецизионных измерений, освоение космоса, фундаментальные исследования процесса деформации — прогресс в этих областях науки и техники невозможен без данных о свойствах материалов при температурах 0 К. [c.384]

К фермионам относятся электроны, нейтроны, протоны и большинство других элементарных частиц. А атомы гелия являются бозонами. 4Индивидуализм фермионов определяют всю специфику поведения электронов в металле, а коллективизм бозонов — очень необычные свойства жидкого гелия. [c.150]

В книге последовательно в систематизированном виде изложены способы получения низких температур и криогенпая техника, электрические, тепловые и магнитные свойства вещества при лизких температурах, методика исследований и их результаты, метод адиабатического размагничивания. Специальные разделы посвящены явлению сверхпроводимости и свойствам жидкого гелия. [c.4]

Научные исследования и экспериментальные работы дали возможность разработать проект полупромышленной криогенной кабельной линии длиной 1 км. Эта сверхпроводящая линия будет сооружена на Кожуховской подстанции Мосэнерго в текущей пятилетке. Конструктивно эта кабельная линия представляет собой жесткую трубную систему, собранную из заранее смонтированных секций. Токоведущая часть состоит из медных труб с внешним диаметром 112 и 80 мм, на которых с внешней и внутренней поверхностях наносится в виде тонкой пленки сверхпроводник из станид-ниобия толщиной 12 мкм. Охлаждающий агент первичного контура — гелий, охлажденный до температуры 7,2 К во вторичном (после вакуумной рубашки) контуре циркулирует жидкий азот. Напряжение линии — 10,5 кВ, ток 10 кА. Исследованиями были установлены высокие изоляционные свойства жидкого гелия. Наиболее оптимальное значение пробивного напряжения, равное 230—250 кВ/см, имеет место при плотности гелия в пределах 0,03 г/см . [c.249]

Материал в пятом разделе ориентирован на специалистов-теплоэнергетиков. Описаны основные типы холодильных и криогенных установок, даны их характеристики, нужные для выбора оборудования. Приведены характеристики сосудов для транспорта и хранения сжиженных газов. Для холодильных установок даны свойства рабочих веществ. представляющих собой смеси хладагентов. Описаны также свойства жидкого гелия. [c.8]

СВЕРХТЕКУЧЕСТЬ — свойство жидкого гелия (И теми ])е ниже 2,17° К протекать без треиия через кие капилляры, щели и т. д. Открыта И. Jf. Каин-й в 1938 г. (см. Гелий). С. — существенно квантовый фект ее нельзя объяснить, исходя из классич. )едставленнй, согласно к-рым любая жидкость лжна иметь конечную вязкость. [c.485]

Прежде чем оставить вопрос о роли электрон-электронного взаимодействия, следует кратко остановиться на теории ферми-жидкости Ландау, позволившей глубоко заглянуть в суть проблемы. Следует заметить, что эта теория была построена для объяснения свойств жидкого гелия-три. В равной мере она применима и к электронному газу. Теория демонстрирует всю мошь феноменологии. В противоположность микроскопической теории, такой, как многочастичная теория возмушений, в ней фигурируют параметры системы, которые следует постулировать и которые нельзя определить в ее рамках. В этом случае, однако, оказалось, что микроскопическая теория не в состоянии дать достоверные значения таких параметров, и поэтому для их определения в конечном счете требуется провести эксперимент. [c.395]

Основываясь на теории Ландау [372], описывающей свойства жидкого гелия, Гинзбург [147] указал, что интенсивность рассеянного света в жидком гелии вплоть до температур 0,1° К описывается формулой Эйнштейна — Кабанна (1.94) (см. также 1 и 5), и это, как мы сейчас увидим, находится в соответствии с опытом. [c.253]

Как н для других конструкционных материалов, основное требование к криогенным материалам — механическая проч-iio Tb. Однако специфичностью условий работы является широкий интервал температур от комнатной до жидкого гелия, в котором существенно меняются свойства. [c.499]

Простая модель электронного газа, созданная Друде в 1900 г., успещно предсказала законы Ома и Видемана — Франца. Однако она не объяснила зависимость электропроводности от температуры, а также магнитные свойства и малую величину электронной теплоемкости по сравнению с классическим значением 3/ . В настоящее время ясно, почему удельное сопротивление особо чистых металлов падает от типичного для комнатных температур значения 10 мкОм см до значения менее 10 з мкОм -см при температуре жидкого гелия в то время как удельное сопротивление концентрированного сплава падает всего в два раза в том же диапазоне температур. Поведение полупроводников также хорошо понято удельное сопротивление экспоненциально возрастает при уменьшении температуры, и при очень низких температурах чистые полупроводники становятся хорошими диэлектриками. Добавка в образец полупроводника небольшого количества примесей чаще всего существенно уменьшает удельное сопротивление (в противоположность чистым металлам, в которых наличие примесей ведет к увеличению удельного сопротивления). [c.187]

Избежав трудных проблем, связанных со строгим рассмотрением взаимодействующей жидкости Бозе—Эйнштейна, Тисса показал, что при определенных дополнительных предположеп1гях его модель не только представляет собой удобный отправной пункт для изучения запутанных явлений в жидком гелии, но что с ее помощью можно предсказывать и новые эффекты [39]. Эти дополнительные предположения касались поведения сконденсированной и обычной частей жидкости. По Тисса, эти части жидкости характеризуются различными гидродинамическими свойствами, а также и разными теплосодержаниями. Если в отношенни неконденсированной нормальной жидкости принимается, что она сохраняет свойства обычной жидкости или пара, то о сконденсированной сверхтекучей жидкости предполагается, что она не может участвовать ни в каких диссипативных процессах. Поэтому, например, колеблющийся в Не II диск будет испытывать трение со стороны нормальной жидкости, тогда как тонкий капилляр позволяет сверхтекучей жид- [c.801]

НОЙ модели. Прибор Андроникашвпли состоял из стопки очень I тесно расположенных дисков, подвешенной на крутильной нити в ванне с жидким гелием (фиг. 26). Измерялся период колебании стопки при изменении тель пературы, причем оказалось, что с понижением температуры период колебаний уменьшался. Это явление можно объяснить различием гидродинамических свойств нормальной и сверхтекучей компонент жидкости. Если сверхтекучая компопеита не принимает участия в колебаниях стопки, то нормальная компонента в узких зазорах между дискалга увлекается их движением, [c.809]

Изменения энтропии, связанные с упорядочением спинов, должны сказаться и на поведении теплоемкости жидкого Не . Первые измерения Доунта и др. привели к линейной зависимости теплоемкости от температуры. В 1954 г. Робертс и Сидорнак [63] измерили теплоемкость до 0,5° К, а в 1955 г. сотрудники Аргоннской лаборатории [66] довели эти измерения до 0,23° К. Результаты, хотя и не поддаются строгому анализу, все же указывают на существенный вклад спинов в теплоемкость. Как и в случае Не при температуре выше Х-точки, теплоемкость Не выше 1,4°К примерно пропорциональна температуре. Это сходство, по-видимому, является проявлением свойств жидкой фазы гелия, не зависящих от типа статистики, и, хотя никаких теоретических объяснений подобного поведения теплоемкости не существует, тем не менее возмояаю, что экстраиоляция этой зависимости к абсолютному нулю не является слишком уж неразумной. Ниже 1,4°К теплоемкость жидкого Не идет выше этой экстраполированной кривой, причем при 0,25°К это расхождение доходит уже до 300% (фиг. 37). Подобный метод выделения теплоемкости, возникающей при изменении упорядоченности спинов, слишком груб, чтобы делать какие-либо заключения о точной зависимости энтро- [c.816]

Следует отметить, что вязкость Не I в отличие от обычных жидкостей не уменьшается при понижении температуры. Абсолютная величина вязкости жидкого гелия также очень мала и всего лишь втрое превышает вязкость газа. Эти особенности выражают газовые ) свойства нсидкого гелия, обуслов- [c.836]

Прошло три года с того дня, когда 10 июля 1908 года Гейке Камерлинг-Оннес получил первые капли жидкого гелия. Теперь можно было проводить любые измерения, любые исследования свойств веществ при самых низких полученных человеком температурах. Можно, например, исследовать при этих температурах свойства различных веществ и указать, насколько хорошо они согласуются с той или иной физической теорией. [c.148]

Механические свойства при растяжении сплава Fe—12 Ni—0,25 Ti, обработанного по указанным выше режимам 1—4, определяли при 77 и 6 К. Испытания проводили на машине РТнстрон, оборудованной криостатом либо с жидким азотом (77 К), либо с жидким гелием (6 К). Образцы имели диаметр рабочей части 3,1 мм, длину расчет- [c.347]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...