Твердый гелий
Cтраница 3
 |
Наиболее обычные структуры тернарных соединений.| Куб с цен-трированными гранями.| Максимально плотные упаковки шаров. [31] |
При строго шаровой симметрии частиц из двух максимально плотных упаковок гексагональная, по-видимому, немного ( на 0 01 %) энергетически выгоднее. Она характерна, в частности, для твердого гелия, тогда как его более тяжелые аналоги ( имеющие 8-электронныс внешние оболочки) кристаллизуются по типу куба с центрированными гранями. [32]
Очень интересной особенностью диаграммы состояния гелия является отсутствие линии равновесия между твердой и газообразной фазами. Это значит, что ни при каких условиях твердый гелий не может быть в равновесии со своим паром. Над твердым гелием может находиться только жидкий Не I или Не II, но не газообразный гелий. Следовательно, гелий не может возгоняться. [33]
 |
Кривые плавления и давления паров гелия.| Равновесные кривые кристалл-жидкость для гелия. [34] |
Если даже кривая плавления при более низких температурах будет опускаться, то все же не может быть такого случая, чтобы при понижении температуры жидкий гелий мог перейти в твердое состояние. В этом кроется причина еудачных попыток Камерлинг-Оннеса получить твердый гелий путем понижения температуры жидкого гелия. Необходимо, чтобы твердый гелий сначала перешел в жидкое состояние, а потом в газообразное. Это свойство гелия является его отличительной особенностью. [35]
Очень интересной особенностью диаграммы состояния гелия является отсутствие линии равновесия между твердой и газообразной фазами. Это значит, что ни при каких условиях твердый гелий не может быть в равновесии со своим паром. Над твердым гелием может находиться только жидкий Не I или Не II, но не газообразный гелий. Следовательно, гелий не может возгоняться. [36]
Исследования Камерлинг-Оннеса и Гулика, касающиеся изменения точки плавления водорода в зависимости от давления, навели Кдеома а мысль, что твердый гелий можно получить под давлением в ванне жидкого гелия, кипящего под сильным вакуумом. Эта идея была осуществлена в опытной установке, и 25 июня 1926 г. твердый гелий был получен. [37]
Итак, при внешних давлениях больше PQ 20 атм пузырьки обрастают ледяной скорлупой и превращаются, таким образом, в некое подобие орехов. Однако ядрышко у этих орехов весьма своеобразное - это электрон, который мечется внутри скорлупы из твердого гелия. [38]
Попытки получить твердый гелий еще долго оставались безуспешными, даже при 0 71 К, которых достиг голландец Кеезом. Теперь, когда тел пика холода достигла большого совершенства, получение больших количеств жидкого н да же твердого гелия не составляет больших трудностей. [39]
 |
Теплоемкость глицерина. [40] |
Изменение объема при плавлении гелия имеет положительное значение. Поэтому из последнего уравнения вытекает интересное следствие: при абсолютном нуле мольная энергия жидкого гелия меньше мольной энергии твердого гелия. По этой причине гелий и остается жидкостью под давлением своего насыщенного пара даже при абсолютном нуле. [41]
 |
Кривая плавления гелия. dP / dT как функция от Г.| Изменение внутренней энергии Д., изменение энтальпии ( скрытой теплоты плавления / Ш и объемная работа РД17 вдоль кривой плавления гелия. [42] |
Уже указывалось, что изменение объема при плавлении имеет положительное значение при абсолютном нуле. Поэтому из последнего уравнения вытекает интересное следствие: при абсолютном нуле мольная энергия жидкого гелия меньше мольной энергии твердого гелия. По этой причине гелий и остается жидкостью под давлением своего насыщенного пара даже при абсолютном нуле. [43]
Из всех веществ один только гелий не отвердевает ( при давлении насыщенных паров) вплоть до абсолютного нуля. Фазовая диаграмма гелия ( изотопа 4Не) представлена на рисунке 9.24. У этого вещества кривые испарения / и плавления 2 нигде не пересекаются, стало быть, у него отсутствует тройная точка. Твердый гелий может быть получен, как это видно из диаграммы, только под повышенным давлением, которое при абсолютном нуле должно быть не менее 25 атм. Согласно квантовой механике движение атомов сохраняется и при абсолютном нуле. Этим и очень малым взаимодействием атомов гелия объясняется существование жидкого гелия II при давлениях ниже 25 атм в непосредственной близости от абсолютного нуля. [44]
Рамзай показал, что, собрав эти альфа-лучи, мы получаем известный газ гелий. Камерлинг-Оннес перевел гелий в жидкое состояние, а Кеезом - в твердое. Этот твердый гелий состоит из тех частичек, каждую из которых мы в отдельности могли обнаружить в опыте Вильсона или же видеть вспышки экрана от удара каждой отдельной частицы. [45]
Страницы: 1 2 3 4