Условие сверхтекучести

Расчеты по формуле (УП1.30) показывают, что для частиц с массой порядка массы протона (и больше) неравенство (У1И.19) выполняется для всех представляющих практический интерес температур и плотностей. Вырождение наступает лишь при очень низких температурах и высоких плотностях. При этих условиях вещества находятся в конденсированном состоянии, межмолекулярные взаимодействия являются весьма интенсивными, так что картина вырождения, определяемая квантовой статистикой идеального газа, затушевывается эффектами, обусловленными взаимодействиями частиц. Единственной молекулярной системой, для которой квантовое вырождение обнаруживается на опыте, является жидкий Не. Сверхтекучесть Не, наблюдаемая при температурах вблизи абсолютного нуля (около 2 К) находит объяснение на основании квантовой статистики бозонов. Особенности гелия связаны с тем, что, во-первых, масса его атома мала и, во-вторых, энергия межмолекулярных взаимодействий для гелия значительно меньше, чем для других систем, так что даже в жидком гелии, при больших плотностях, эффект взаимодействия не меняет качественно картины квантового вырождения, которая должна была бы наблюдаться для идеального газа. Сказанное выше иллюстрируется табл. 4. [c.176]

Физико-химические свойства вещества удельный вес, температура кипения, плавления, электропроводность, растворимость, реакционноспособность — имеют при одних и тех же условиях постоянные значения. Отдельные свойства тел при изменении условий могут меняться весьма существенно, вплоть до полного исчезновения. Так, при высокой температуре совершается процесс перекристаллизации железа. При этом железо теряет свойство намагничиваться при взаимодействии с магнитом, хотя его молекулярный состав остается тем же. Резина при низких температурах утрачивает свойство эластичности и становится хрупкой. Жидкий гелий при температурах, близких к абсолютному нулю, теряет свойство вязкости и приобретает новое свойство — сверхтекучесть. [c.178]

Как указывалось выще, при температуре 0° К всякое движение молекул прекращается. Кинетическая энергия становится равной нулю. При температурах, близких к 0° К, наблюдаются очень интересные явления (например, сверхпроводимость многих металлов и сверхтекучесть, жидкого гелия). В связи с этим ученые весьма заинтересованы в достижении температур, как можно более близких к абсолютному нулю. Для охлаждения очень часто используют жидкий водород (кипящий при 20° К) и жидкий гелий (кипящий при 4° К). При пониженном давлении гелий кипит при еще более низкой температуре, и это обеспечивает достижение температур, близких к 1° К. Разработаны другие более сложные методы, с помощью которых может быть достигнута температура до 0,001° К. Однако в этих условиях термометрия становится такой же трудной, как и-сам метод достижения низких температур. [c.87]

Жидкий гелий — единственное известное вещество, которое даже при самых низких температурах при нормальном давлении остается жидким. Его можно превратить в твердое состояние лишь при давлении не менее 26 атм. Ниже 2,19° С по абсолютной шкале жидкий гелий приобретает очень большую теплопроводность и сверхтекучесть в этих условиях он в миллиард раз более текуч, чем вода. [c.255]

Жидкий гелий широко используется как охладитель при низкотемпературных исследованиях, но особый теоретический интерес представляет само по себе его поведение в жидком состоянии. Жидкий Не ведет себя нормально, но при охлаждении жидкого Не (составляющего около 100% атмосферного гелия) от температуры кипения при 1 атм до 2,178° К происходит переход от нормального жидкого гелия I в удивительную форму, называемую гелием П. Эта вторая форма характеризуется исключительно малой вязкостью (сверхтекучесть вязкость равна приблизительно 1 10 вязкости газообразного водорода) и очень большой теплопроводностью (сверхпроводимость, в 800 раз превышающая проводимость меди при обычной температуре). При температуре перехода (у-точка) происходят также внезапные изменения теплоемкости, сжимаемости и поверхностного натяжения, и гелий П иногда называют четвертым состоянием вещества. у-Точка несколько повышается при увеличении давления. Твердый гелий может быть получен только в условиях высокого давления (около 25 атм) даже при самых низких достижимых температурах. [c.337]

В экстремальных условиях были открыты сверхтекучесть жидкого гелия и сверхпроводимость металлов и сплавов (при низких температурах), получен из углерода алмаз (в условиях высоких давлений), обнаружено много элементарных частиц (с помощью современных ускорителей) и т. д. [c.44]

При скоростях течения, удовлетворяющих условию (8.19),. сверхтекучесть гелия во всяком случае должна исчезнуть. Надо, днако, иметь в виду, что эти скорости очень велики [по порядку [c.396]

Заметим, что условие, при котором энергетический спектр приводит к свойству сверхтекучести, заключается, согласно (8.19), в том, чтобы стоящая в правой стороне неравенства производная имела отличное от нуля значение. Это условие, по существу, сводится к требованию чтобы кривая = (/ ) не была касательна к оси абсцисс в начале координат (отвлекаясь от маловероятного касания ею этой оси в своем дальнейшем ходе). Поэтому к сверхтекучести приводит, по существу, всякий спектр, в котором достаточно малые возбуждения сводятся к одним только фононам ). [c.397]

При обсуждении всех этих эффектов необходимо помнить, что перенос различных веществ происходит в системе, которая сама по себе обладает не равной нулю активностью. Это значит, что в условиях суперпроводимости сопротивление системы в принципе никогда не может обратиться в нуль [18, с. 157 20, с. 239 21, с. 148]. Это прямо противоположно существующим ныне представлениям, согласно которым при сверхпроводимости и сверхтекучести электросопротивление и вязкость считаются равными нулю. Опыт подтверждает вывод ОТ. Например, в условиях сверхпроводимости некоторое снижение силы тока было отмечено через 8 лет, а в условиях сверхтекучести скорость жидкого гелия несколько упала уже через 3 ч. [c.321]

Неравенство (XI. 18) представляет собой условие существования сверхтекучести в неидеальном газе Бозе—Эйнштейна. Это условие впервые было указано Л. Д. Ландау [66]. [c.243]

При перемешивании, формовании, проведении процессов в кипящем (псевдоожиженном) слое, трубопроводиом транспорте суспензий и т.п. в условиях сдвиговой деформащш в исходной объемной структуре появляются разрывы сплошности, в результате структура оказывается неоднородной, появляется текучесть, обусловленная разрывами сплошности, к-рую часто принимают за макс. текучесть (т.наз. псевдотекучесть). При воздействии на систему вибрацией происходит распад структуры на агрегаты, высвобождение значит, части иммобилизованной в структурной сетке дисперсионной С5)еды и более глубокое разрушение объемной структуры, однако при этом не исключается возможность возникновения новых агрегатов. Лишь сочетание добавок ПАВ и вибрационных воздействий создает на пов-сти частиц структурно-мех. барьер, препятствующий последующей коагуляции, что позволяет реализовать истинное изотропное разрушение исходной объемной стр)тстуры. Макс. текучесть системы может рассматриваться как сверхтекучесть, она на неск. порядков болыне, чем в момент возникновения локальных разрывов сплошности, снижение вязкости при этом может достигать 10-12 порядков. [c.447]

Понятна практически вся химико-технологическая и мате-риаловедческая ветвь физики полимеров, приводящая к использованию только необычных механических свойств полимеров, в которых они иногда могут выступать в качестве заменителей, а иногда и незаменимых материалов. Основной макроскопический эффект полимерности проявляется в высокоэластичности — при условиях, что сама полимеризация одномерная. Но можно ли считать высокоэластичность сверхсостоянием типа сверхтекучести гелия-П, сверхпроводимости, сегнетоэлектриче-ства, ферромагнетизма и т. д. [c.396]

Благодаря легкости и негорючести гелий иногда применяют для заполнения аэростатов (в смеси с водородом). В водолазном деле используют искусственную воздухообразную смесь, в которой азот заменен гелием, что во многом улучшает условия работы водолазов на большой глубине. Гелий применяют также для заполнения газосветных трубок. Очень низкая температура, при которой гелий испаряется в вакууме, дает возможность на практике достичь глубоко низкую температуру (—272,1 К). Известна модификация жидкого гелия, отличающаяся сверхтекучестью (практически полное отсутствие вязкости) и сверхэлектропроводностью (в несколько раз выше, чем даже у металлов). [c.498]

Т), антипериодические граничные условия приводят к образованию своего рода межфазной поверхности (между фазами с противоположным направлением намагниченности) или стенки Блоха с медленно поворачивающимся параметром порядка. Сравнение общей свободной энергии для периодических и антипериодических граничных условий дает возможность рассчитать межфазную свободную энергию 2 (Г) (или поверхностное натяжение) [44] или (для изотропных систем, где параметр порядка — вектор) соответствующие спиральные модули У (Т) [27]. Для случая сверхтекучести эти спиральные модули просто пропорциональны плотности сверхтекучей компоненты Рв (Т) [27]. Мы не будем здесь рассматривать этот вопрос подробнее по крайней мере ясно, что в случае антипериодических граничных условий тоже отсутствуют свободные границы. [c.334]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология