Жидкий гелий сверхтекучий

При фазовых переходах второго рода непрерывно изменяются и первые производные от энергии Гиббса по температуре и давлению, т. е. энтропия и объем. Для фазового перехода второго рода невозможно существование метастабильных состояний, и каждая фаза может существовать только в определенной температурной области. Пр)имерами фазовых переходов второго рода являются переходы жидкого гелия в сверхтекучее состояние, железа из ферромагнитного в парамагнитное состояние, металла из обычного в сверхпроводящее состояние, переход порядок — беспорядок в сплавах типа -латуни и др. [c.326]

Пока еще нет полного объяснения всех свойств жидкого гелия, однако многие явления хорошо согласуются с так называемой двухжидкостной моделью . Эта модель является рабочей гипотезой, хотя и не вскрывает всей глубины происходящих явлений. По двухжидкостной модели НеИ состоит из двух жидкостей нормального жидкого гелия Не и из второй сверхтекучей компоненты. Принято, что в сверхтекучей компоненте отсутствуют тепловые возбуждения, она имеет нулевую энтропию и не имеет вязкости. Плотность жидкого НеП можно рассматривать как состоящую из нормальной компоненты р и сверхтекучей р [c.137]

Наконец, следует упомянуть, что в НеН, помимо распространения обычных звуковых волн, существует второй звук, представляющий периодическое колебание концентраций сверхтекучей и нормальной компонент, сопровождаемое температурными изменениями. Второй звук может быть вызван нагревателем, работающим в импульсном режиме. Существуют и другие виды распространения колебаний в НеП. Многообразие и необычность явлений, свойственных жидкому гелию, поведение которого определяется [c.139]

Рис. 7.13. Зависимость скорости звука в жидком гелии от температуры при температуре Ту происходит переход обыкновенного гелия Не I в сверхтекучее состояние Не П [23].

Таким образом, жидкий гелий оказывается одновременно способным и к вязкому и невязкому движению, причем в зависимости от температуры в вязком и невязком движении принимает участие разный процент массы жидкости. При температуре выше Х-точки вся жидкость оказывается вязкой. При понижении температуры все меньшая часть жидкости оказывается способной совершать-вязкое движение, все ббльшая часть жидкости становится сверхтекучей. [c.15]

Переход жидкого гелия в сверхтекучее состояние. Жидкий гелий Не при температурах ниже Г , = 2,19 К проявляет ряд необычных свойств. Вязкость гелия, из-j меренная методом протекания через щель, обращается в нуль (сверхтекучесть). Вязкость, измеренная методом крутильных колебаний диска, оказывается конечной, хотя и меньшей, чем в Hei (Не при Т>Тх). Эти и мно- [c.12]

Своеобразным является метод разделения изотопов гелия ( Не и Не), основанный на интересных свойствах жидкого гелия при низких температурах. При охлаждении до 2,19° К жидкий гелий переходит в особое состояние (гелий И), в котором он, как это открыл П. Л. Капица, обладает весьма малой вязкостью (сверхтекучестью). Согласно Л. Д. Ландау, гелий II может быть формально представлен в виде смеси двух жидкостей — нормальной и сверхтекучей. При течении они не обмениваются энергией, т. е. как бы образуют два независимых потока, движущихся один относительно другого без трения. Если нагреть один конец столба жидкого гелия II, то нормальный и сверхтекучий компоненты диффундируют в противоположных направлениях. Так как Не (как и всякая примесь к Не) не входит в состав сверхтекучего компонента, то он будет переноситься в направлении тока нормальной составляющей, которая течет от более высокой к более [c.29]

Такие превращения получили название фазовых переходов второго рода. Примерами фазовых переходов второго рода являются переход вещества в сверхпроводящее состояние, переход ферромагнетика в парамагнетик, переход жидкого гелия в сверхтекучее состояние. При фазовых переходах второго рода теплота не поглощается и объем не меняется. [c.115]

Температуру Г отсчитывают по шкале абсолютных температур (шкала Кельвина) от такого значения, принятого за нуль, по мере приближения к которому энергия хаотического теплового движения молекул также стремится к нулю. При этом сильно проявляются различные квантовые эффекты. При температуре, приближающейся к абсолютному нулю, наблюдается быстрое спадение теплоемкости, у ряда металлов проявляется сверхпроводимость, жидкий гелий делается сверхтекучим. [c.29]

ЛИЯ 2 напротив чрезвычайно мала она в 1500 раз меньше вязкости гелия 1 при температуре 4,22° К и в Ю раз меньше, чем вязкость водорода в газообразном состоянии. Исходя из этих данных, считают [5], что жидкий гелий ниже 2,19° К переходит в особую сверхтекучую модификацию, обладающую исключительно малой вязкостью. [c.21]

При охлаждении до 2,19° К жидкий гелий испытывает фазовое превращение, переходя от гелия I, стабильного выше этой температуры, в гелий II. Последний обладает рядом особенностей, отличающих его от всех других жидкостей, и, в частности, открытой П. Л. Капицей в 1938 г. сверхтекучестью [74]. При охлаждении ниже указанной точки перехода вязкость его уменьшается в 10 раз. Объяснение этого замечательного явления, так же как и других особенностей гелия II, дал Л. Д. Ландау [75]. Результаты его теории можно наглядно иллюстрировать представлением, по которому ниже точки перехода гелий состоит из смеси двух жидкостей нормальной и сверхтекучей, причем при течении они не обмениваются энергией, т. е. образуют два независимых потока, движущихся один относительно другого без трения. При этом нужно подчеркнуть, что в действительности гелий II есть однородная жидкость и описание его, как смеси двух жидкостей, представляет собой только математический прием, облегчающий применение теории, но не отвечающий физической реальности. [c.107]

Благодаря сверхтекучести гелий II легко проходит через самые узкие капилляры и шлифы пробок, запирающих сосуды. По этой же причине, если один конец столба жидкого гелия II нагреть, то происходит очень быстрый перенос тепла, при котором нормальная компонента течет от более высокой к более низкой температуре, а сверхтекучая компонента течет обратным потоком сквозь первый. По количеству переносимой жидкости оба потока одинаковы, так что реального наблюдаемого течения жидкости не происходит. [c.107]

Мы приходим, таким образом, к фундаментальному результату, что при движении стенок сосуда только часть массы жидкого гелия увлекается ими, а другая часть как бы остается неподвижной. Поэтому можно наглядно рассматривать жидкий гелий так, как если бы он представлял собой смесь двух жидкостей—одной сверхтекучей, не обладающей вязкостью и не увлекающейся стенками сосуда, и другой—нормальной, зацепляющейся> при движении о стенки и ведущей себя, как нормальная жидкость. При этом весьма существенно, что между обеими этими движущимися друг через друга> жидкостями нет трения , т. е. не происходит передачи импульса от одной из них к другой. Действительно, самое наличие такого взаимного движения мы получили при рассмотрении статистического равновесия в равномерно вращающемся сосуде. Но если какое-либо относительное движение может иметь место в состоянии статистического равновесия, то это значит что оно не сопровождается трением. [c.399]

Термин фазовые переходы второго рола впервые (1933) ввел П. Эренфест при рассмотрении непрерывного сверхтекучего перехода в жидком гелии. Он считал, что вторые производные от энергии Гиббса при этом переходе испытывают скачки, и получил соотнощения между ними (уравнения Эренфеста. см. 60). Термином фазовый переход второго рода (или л-переход) стали потом называть и все другие непрерывные переходы. Позже, однако, оказалось, что при сверхтекучем переходе в гелии вторые производные от энергии Гиббса не испытывают скачки, а обращаются в бесконечность. Эют переход, следовательно, является критическим, и к нему уравнения Эренфеста неприменимы. Но в литературе и сейчас сверхтекучий переход в гелии и другие непрерывные фазовые превращения называют фазовыми переходами второго рода. Чаще, однако, непрерывные переходы называют критическими переходами, что более правильно. Фазовым переходом второго рода является превращение проводника в сверхпроводник при Я=0. Критическими переходами являются критический переход жидкость—газ, переход ферромагнетика в парамагнетик, сегнетоэлектрический переход и др. [c.234]

Историческим этот эксперимент стал не только (и не столько) потому, что был ожижен последний самый холодный газ и достигнута рекордно низкая температура (как было установлено позже, около 1 К), Главное (что выяснилось уже в дальнейшем) состояло в том, что открывшаяся в результате работ Камерлинг-Оннеса область температур вела к открытию совершенно новых и непредвиденных явлений, которые нельзя было объяснить с помощью физики того времени. Одно за другим посыпались всякие чудеса . Гелий не переходит в твердое состояние ни при каком понижении температуры, но теряет вязкость и становится "сверхтекучим". Еще позже были открыты связанные со сверхтекучестью и совсем, казалось бы. Невероятные вещи, такие, как непрерывное вытекание жидкого гелия из сосуда, в который ничего не втекает, перетекание бго через перегородку из части сосуда, где его уровень ниже, 6 другую, где его уровень выше, и еще многое, не менее необъяснимое. Все это сделали его ученики и последователи в Голландии, так и во многих других странах. [c.143]

Идея заключалась в том, что в сосуде с Не II нужно было двигать какой-нибудь объект с развитой поверхностью, погруженный в жидкость. Нормальная компонента, обладающая вязкостью, увлекалась бы его поверхностью, и силу ее сопротивления можно было бы измерить. Сверхтекучая компонента, напротив, никак не влияла бы на этот объект, так как не имела вязкости. Меняя температуру Не II, можно было бы определить, как изменяется соотнощение нормальной и сверхтекучей компонент (если они существуют). Пля этого была изготовлена стопка из 100 тонких металлических дисков (толщиной 10 мк, т.е. 0,01 мм), надетых на стержень, с расстоянием между ними 0,02 мм. Это сооружение погружалось в жидкий гелий, и длинный конец стержня, выходивший наружу, закреплялся в верхней части. Стержень (вместе с дисками) приводился в крутильные колебания. Сила, которая их тормозила, определяемая трением о нормальную компоненту, могла быть определена по уменьшению периода крутильных колебаний. [c.263]

Конечно, рассмотрение жидкого гелия как смеси двух компонент — это лишь удобный прием для описания свойств гелия. Как и всякое описание квантовых явлений в классических терминах, оно не является вполне адекватным. Правильнее говорить о нормальной и сверхтекучей массах жидкости, связанных с двумя одновременно возможными движениями — нормальным и сверхтекучим. [c.187]

При хранении жидкого гелия в сверхтекучем состоянии (Не-П) в качестве эффективного разделителя фаз могут быть использованы пробки из пористого материала (металл, керамика) с очень узкими каналами [433, 434, 942]. [c.359]

Механизмы вязкого течения жидкого гелия оказываются качественно различными в сверхтекучем и нормальном состояниях. В области Не температурная зависимость вязкости имеет приблизительно такой же характер, как и у других простых жидкостей, и результаты измерений, проведенных различными методами [34, 178—184], удовлетворительно согласуются между собой- [c.67]

По теории Л. Ландау жидкий гелий ни-жеЯ -точки, т. е. гелий II, ведет себя так, как если бы он состоял из двух частей 1) жидкости, обладающей квантами возбуждения (фононами и ротонами, см. [А-44, В1-16]) и ведущей себя, как обычная жидкость (так называемая нормальная компонента) 2) жидкости, не несущей квантов возбуждения, имеющей нулевую энтропию, т. е. как бы находящейся при абсолютном нуле температуры. Эта часть жидкости совсем не обладает вязкостью. Движение сверхтекучей жидкости является потенциальным и термодинамически обратимым. Конечно, рассмотрение жидкого гелия как смеси двух жидкостей является лишь удобным приемом для описания свойств гелия. Как и всякое описание квантовых явлений в классических терминах, оно не вполне адекватно. Можно говорить о нормальной и сверхтекучей массах жидкости, связанных с обоими одновременно возможными движениями, но это не означает возможности реального разделения жидкости на две части. По мере понижения температуры ниже X-точки эффективная масса сверхтекучей части (р ) увеличивается, а нормальная ( р ) — уменьшается (причем всегда Р = Р +Рл)- На рис. 4-59 приведена экспериментально найденная зависимость р /р от температуры для гелия II [ВЫ, В1-1а]. Вязкость гелия II обусловлена только ело нормальной частью , н собственно ее и следует иметь в виду, говоря о вязкости гелия II в целом (см. [c.143]

СВЕРХТЕКУЧЕСТЬ-отсутствие вязкости в жидком гелии при температурах,, близких к нулю (т. е. вязкость меньше, чем достигнутая граница измерения, равная 10 " пз) во время протекания его через тонкие капилляры и щели в интервале температур от О до 2,18 К (— 270,98 С). С. открыта сове1ским ученым П. Л. Капицей в 1938 г. С явлением С. связано существование т. паз. термомеханического эффекта (или эффекта фонтанирования), заключающегося в том, что снижение температуры в узкой щели вызывает появление дополнительной разности давлений на концах этой щели. Если погрузить в гелий II (см. Гелий) капилляр и нагревать его верхний конец, то из капилляра начинает бить фонтан. Значит, в гелии II, кроме гидростатического, действует также и гидротермический напор. Гидродинамическая теория С. полнее всего была развита советским ученым Л. Д. Ландау. Считают, что гелий II представляет собой смесь двух жидкостей, которые могут двигаться независимо друг от друга одна из них — сверхтекучая — не связана с тепловым движением, а другая — нормальная — содержит в себе все тепло, имеющееся в гелии II. Относительная концентрация этих двух жидкостей определяется соотношением их плотностей и зависит от температуры. Возможность существования одновременно двух независимых видов движения в гелии II экспериментально доказана советским ученым Э. А. Апд-роникашвили. Открытие и исследование С. положили начало новому разделу современной физики — квантовой гидродинамики. [c.219]

Фазовые переходы ра.зделяются на два класса. К фазовым пере.кодам первого рода относятся испарение, возгонка, плавление, полиморфные переходы и т.д. Эти переходы сопровождаются выделением или поглощением теплоты и изменением объема фазы. Фазовые переходы второго рода не обладают этими качествами. Примерами фазовых переходов второго рода могут служить такие процессы, как переход железа из ферромагнитного состояния в парамагнитное а-Ре—ь -Ре при 769 °С без изменения кристаллической структуры металла и при сохранении объема фаз (изменение энтропии в этом переходе равно нулю) переход металла в сверхпроводящее состояние переход жидкого гелия в сверхтекучее состояние. [c.9]

Как отмечал Ф. Лондон, критическая температура конденсации идеального бозе-газа, имеющего плотность жидкого гелия и состоящего из атомов такой же массы, как у Не, должна быть равна 3,14 К. Эта температура отличается от температуры перехода гелия I в гелий И лишь на 0,96 К. Лондон предположил, что расхождение обусловлено взаимодействием между атомами жидкого Не. Идеи Лондона развивались далее в работах Д. Тисса. По его представлениям, гелий II — раствор конденсата, атомы которого имеют импульс р= О, и нормальной жидкости, атомы которой имеют импульсы р ф 0. По мнению Тисса, конденсат не может участвовать в каких-либо диссипативных процессах и поэтому является сверхтекучим. При О К весь жидкий гелий представляет собой конденсат. Представления Тисса подверглись справедливой критике Л. Д. Ландау и других исследователей. Частицы конденсата должны были бы обмениваться импульсом при столкновениях с частицами нормальной жидкости, поэтому при движении в жидком гелии атомы конденсата испытывали бы трение и сверхтекучести не было бы. Далее, если бы при О К все атомы гелия покоились, то гелий под влиянием сил межатомного притяжения должен был бы кристаллизоваться, а этого не происходит. [c.238]

Гелий - инертный газ с уникальными свойствами. Плотность гелия ио отношению к воздуху составляет 0,138. Гелий почти не растворим в жидкостях и меньше, чем любой другой газ, склонен к адсорбции хорошо диффундирует через твердые тела и любые узкие щели. Гелий - хороший проводник теплоты, теплопроводность его в б раз выше, чем у воздуха, но несколько ниже, чем у водорода. По электропроводности гелию нет равных среди газов. Он слабо диамагнитен, с низкой скоростью ионизации, является самым прочным атомным п молекулярным веществом. Гелий имеет самую низкую температуру сжижения (0,71 - 4,16 К) и критическую температуру (5,2 К). Поверхностное натяжение жидкого гелия в десятки и сотни раз меньше, чем у других сжиженных газов. Ниже температуры 2,2 К происходит скачкообразное изменение свойств жидкого гелия, при этом ои становится сверхтекучим и обладает сверхтеплопроводиостью. [c.189]

Гелий — наиболее трудно сжижаемый из всех газов. Жидкий гелий существует в двух модификациях гелий I, который ведет себя как обычная жидкость, и гелий II — сверхтеплопроводная и свсрхлетучая жидкость. Гелий II проводит теплоту в 10 раз лучще, чем гелий I (и в 1000 раз лучше, чем серебро). Он практически не имеет никакой вязкости, мгновен 10 про.хо-дит через узкие капилляры, самопроизвольно переливается через стенкн сосудов в виде тонкой пленки. Атомы Не в сверхтекучем состоянии ведут себя почти так же, как электроны в сверхпроводниках. [c.389]

Оказывается, что благодаря наличию двух скорортей в жидком гелии ока зывается возможным распространение звука с двумя различными скоростями. В обыкновенной жидкости звук распространяется с одной определенной ско-ростью. Только-в твердом теле существуют две скорости распространения зву-ка—продольная и поперечная. В сверхтекучей жидкости оказывается, что одновременно распространяется звук с двумя различными скоростями, примерно в. 10 раз отличающимися друг от друга. Это может быть экспериментально проверено и интересно выяснить, насколько это указание теории качественно и коли-честчэнно оправдывается. [c.17]

СВЕРХТЕКУЧЕСТЬ — свойство жидкого гелия протекать без заметной вязкости через узкие капилляры. Сверхтекучее состояние изотопа Не возникает в результате перехода второго рода (Я-перехода) при критической т-ре 2,172 К. Если т-ры низки, изотоп He представляет собой квантовую Бозе-жидкость, слабо возбужденное состояние которой можно представить как совокупность элементарных возбуждений (квазичастиц) — фононов и ротонов. Тепловое движение в нем описывается в основном фононами (квантами звука) с энергией е = ср, где с — скорость звука р — импульс фонона. Влияние ротонов проявляется при т-ре более 0,6 К. Их энергия е = Д + + (Р — Ро) /2(л, где Д — минимальная энергия ротона = 1,92 X X 10 смг - — импульс, при котором энергия ротона равна Д = 8,65 К л = 0,16 — эффективная масса ротона ( 4 — масса атома Не). Из такого энергетического спектра следует, что существует отличная от нуля критическая скорость течения, ниже которой жидкость движется без трения, и появление в ней новых возбуждений энергетически невыгодно. Сверхтекучий гелий условно разделяют на два не взаимодействующих между собой компонента — нормальный, связанный с фононами и ротонами, и сверхтекучий. Движение нормального компонента, как и обычного газа, носит вязкий характер. Свертекучий компонент движется без трения и без переноса тепла. С явле- [c.349]

В 1953 г. Врис и Даунт [608] измерили теплоемкость образца жидкого гелия, содержавшего 96% его легкого изотопа. Вскоре появился ряд работ [609—613], в которых была изучена теплоемкость жидкого Не под давлением насыщенного пара в интервале от 0,085 до 2,36 К с точностью несколько процентов. Как известно, кривая температурной зависимости теплоемкости Не аномальна и имеет разрыв около 2,1735° К, обусловленный превращением гелия II в гелий I. На соответствующей кривой для Не аномалий не оказалось — теплоемкость плавно растет с повышением температуры, из чего следует, что выше 0,1° К у Не нет сверхтекучего состояния. [c.168]

На основании указанных фактов принято, что в жидком гелии ниже Тх могут существовать одновременно два движения нормальное и безвяз-костное, причем каждое из них связано со своей эффективной массой , а сумма обеих масс равна полной истинной массе жидкости. Менее строго, дпя наглядности, говорят о так называемой двухкомпонентной модели, согласно которой Не II рассматривается как смесь нормального и сверхтекучего компонентов . [c.211]

Алерс и Берингер [171] (см. также обзор [14]) выполнили эксперименты с нормальным (не сверхтекучим) жидким гелием-4 в круглых резервуарах с различными аспектными отношениями, изучая поведение разности граничных температур ДТ во времени при заданном постоянном потоке тепла через слой. При Г = 57 и Р 3-4, начиная с очень низких К — практически с самого порога возникновения конвекции, наблюдались непериодические колебания с очень широким спектром, максимум которого лежит на нулевой частоте (под К здесь понимается число Рэлея, рассчитанное по среднему значению ДТ). В то же время при Г 2-5 и Р 0,8 имеется интервал значений К шириной до нескольких в котором устанавливается стационарная конвекция выше по К она либо сразу сменяется нерегулярными колебаниями (при больших Г), либо им предшествуют периодические или квазипериодические колебания (при меньших Г). Аналогичные опыты, ограниченные небольшими Г, описаны в [172, 173]. Такие исследования проводились также на ртути [174]. [c.105]

Отсутствие вязкости гелия II теория объясняет так. Из п1елп вытекает сверхтекучая масса жидкого гелия, в то время как нормальная часть задерживается в сосуде, имея несравненно меньшую скорость. Своеобразие тепло- [c.130]

В работах Доунта, Нира и др. [76] разделение обоих изотопов гелия велось в приборе, изображенном на рис. 40. Сосуд А погружен в охлаждающий сосуд В, наполненный жидким гелием при температуре ниже точки перехода. В сосуде , содержащем жидкий гелий, находится сосуд Дьюара, закрытый пришлифованной крышкой с вводами электрического нагревателя Т. Если жидкость в сосуде А была выше шлифа, то сверхтекучий гелий протекал через шлиф в сосуд В. При 1,5° К скорость перетекания была 1,25 см /мин. Если же жидкость в сосуде А была ниже шлифа, то скорость течения уменьшалась до 10 см /мин, и течение осуществлялось через поверхностную пленку. Оказалось, что перетекающий в сосуд О гелий почти свободен от Не , который оставался в сосуде А. Авторы этих работ считают, что таким путем можно будет получать высокие концентраты Не в сосуде А, если брать его достаточно большим и заставлять гелий перетекать из него до небольшого остатка. [c.107]

В работах Доунта, Нира и др. [286] разделение обоих изотопов гелия велось в приборе, изображенном на рис. 32. Сосуд А погружен в охлаждающий сосуд В, наполненный жидким гелием при температуре ниже точки перехода. В сосуде А, содержащем жидкий гелий, находится сосуд Дьюара, закрытый пришлифованной крышкой с вводами электрического нагревателя Т. Если жидкость в сосуде А была выше шлифа, то сверхтекучий гелий протекал через шлиф в сосуд ). При 1,5° К скорость [c.103]

Кеезом [489[ открыл в 1928 г., что при охлаждении до 2,18° К (>.-точка) жидкий гелий переходит из обычного состояния Не в другую модификацию Hell, которая обладает рядом замечательных свойств. Наиболее характерное свойство — сверхтекучесть, которую впервые обнаружил и изучил П. Л. Капица [28 ], уже рассматривалось на стр. 102. Этим не ограничиваются особенности гелия II. Кеезом [490[ нашел, что гелий II обладает исключительно высокой теплопроводностью, которая в сотни раз превосходит теплопроводность металлов и, как выяснили дальнейшие исследования, объясняется конвекционным переносом тепла сверхтекучей компонентной гелия II, а не обычной передачей энергии от частицы к частице. В. П. Пешков [495[ обнаружил своеобразное распространение звука в гелии II. Обыкновенная звуковая волна сопровождается в нем другой, которая распро- [c.246]

При абсолютном нуле отношение р /р равно нулю. По мере повышения температуры оно растет, пока не сделается равным единице, после чего, конечно, будет оставаться постоянным. Температура, при которой р /р обращается в единицу, представляет собой точку перехода гелия II в гелий I. Таким образом, фазовый переход в жидком гелии связан с исчезновением сверхтекучей части жидкости. Это исчезновение происходит постепенйо, т. е. рп/р обращается в единицу непрерывным образом, без скачка. Поэтому переход является фазовым переходом второго рода (не сопровождается выделением или поглощением скрытой теплоты). Наличие же скачка теплоемкости является, как известно, непосредственным термодинамическим следствием фазового перехода вто poro рода. [c.400]

Лейну, Фэг1рбенку, Олдричу и Ниру [53] удалось 31 ачи- тельно интенсифицировать разделение изотопов, создав тепловой поток в массе жидкого гелия. Как известно, теплово1г поток в жидком гелии осуществляется двумя встречными потоками нормальной и сверхтекучей компонент (см. 2 гл. УП1). Макроскопический поток плотности может при этом равняться нулю. Так как атомы Не могут принимать участие только в движении нормальной компоненты, то в случае свободной конвекции они сконцентрируются в местах с наинизшей температурой. [c.525]

Кроме критической точки жидкость — пар сюда относятся переход из парамагиитиого в ферромагнитное состоя ше (точка Кюри), переход вещества в сегнетоэлектрическое состояние, переход жидкого гелия в сверхтекучее состояние, переходы с измененпе.м симметрии кристаллов и ряд других явлений. [c.292]

Теоретические работы по сверхтекучему гелию к этому вре-мени (70-е годы) нашли уже практическое применение. Разви. лось и новое направление в криогенной технике, которое П. Л. Капица начал еще в конце 30-х годов работами по разде-лению воздуха и производству кислорода. Здесь он вызвал по-трясения не меньшие, чем в области исследований жидкого гелия. [c.264]

Прн температуре 2,172 К (так называемая Л-точка) в жидком Не, находящемся под давлением насыщенных паров (5039,6 Па), происходит фазовый переход второго рода [239]. Гелий выше этой температуры называется гелием-1, ниже ее — гелием-П, или сверхтекучим гелием. Температура перехода с ростом давления перемещается в сторону более низких температур. На границе с кристаллом Т = = 1,7633 К и р=2,974 МПа [25]. В Я-точ-ке теплоемкость жидкого гелия меняется скачком (см. рис. 4.45), однако без скрытой теплоты перехода. В Я-точке гелий имеет максимальную плотность (см. табл. 4.13). Твердый гелий существует в трех кристаллических модификациях, определяемых температурой и давлением а-фаза — объемноцентрированная кубиче- ская решетка, р-фазе, — гексагональная упаковка, -фаза — гранецентрированная кубическая решетка. Последняя фаза су-.ществует только при высоких давлениях (более ПО МПа) [25, 228]. [c.187]

Перенос теплоты движущейся нормальной частью жидкости представляет собой механизм теплопередачи в гелии-П. Он имеет, таким образом, своеобразный конвекционный характер н принципиальноотличен от обычной теплопроводности (так, он Зависит от температурного градиента и геометрической формы). От нагретой стороны идет поток нормальной части, переносящий теплоту, а навстречу ему — поток сверхтекучей части, так что макроскопического реального течения в гелии нет. Как установлено П. Л. Капицей, такой механизм обусловливает очень большие теплопроводности— в тысячи раз большие, чем теплопроводность меди или серебра. Это свойство объясняет визуально наблюдаемый переход гелия-1 в гелий-П поверхность кипящей жидкости при достижении Я-точкн становится внезапно совершенно спокойной. Это связано с тем, что вследствие очень быстрого отвода теплоты от стенок сосуда благодаря большой теплопроводности гелия-П иа них не образуются пузыри пара и гелий-П испаряется только со своей открытой поверхности. Передача теплоты (фононов) от твердой стенки тела к жидкому гелию-4 и гелию-3 или обратно приводит к появлению скачка температуры АГ иа границе между твердым телом и гелием (так называемый температурный скачок Капицы) [246]. Этот скачок прямо пропорционален тепловому потоку Q и зависит от сорта металла АТ=ЯкЯ-Тепловое сопротивление называется сопротивлением Капицы Як н определяется [c.188]

Поверхность сосуда, заполненного гелием-П, покрывается выше уровня жидкости пленкой гелия-П толш,иной (2- 4) X XI0-8 см. Если такой сосуд поместить-в другой, также заполненный гелием-П, причем уровень во внутреннем сосуде будет выше, чем во внешнем, то гелий (в основном сверхтекучий компонент) начнет перетекать из внутреннего сосуда во-внешний. Если уровень во внешнем сосуде сделать выше, чем во внутреннем, то гелий-будет перетекать во внутренний. Это перетекание связано со свойством сверхтекучести, и его следует иметь в виду при работе с гелием-П. Пленка увеличивает площадь, испарения жидкого гелия и затрудняет откачку его паров. Перетекание, носящее характер потенциального движения, по скорости не зависит от разности высот, длины, пути и высоты барьера и составляет для температуры 1,5 К и ниже 7,5Х Х10 см /с на 1 см периметра соединительной поверхности (предел — критическая скорость). [c.189]

Ниболее существенным из особых свойств жидкого гелия ниже X -точки (получившего название гелия II или сверхтекучего) является сверхтекучесть, открытая П. Л. Капицей [ВЫ1, В1-53 и В1-13]. [c.143]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология