Helium belongs rau pab pawg ntawm cov pa roj. Cov kua helium yog cov kua dej txias tshaj plaws hauv lub ntiaj teb. Nyob rau hauv lub xeev tag nrho no, nws muaj ib tug xov tooj ntawm tshwj xeeb nta, xws li superfluidity thiab superconductivity. Peb yuav kawm ntxiv txog nws cov khoom tom qab.
helium gas
Helium yog ib yam khoom yooj yim uas tau muab faib rau hauv lub ntiaj teb hauv lub xeev gaseous. Nyob rau hauv lub periodic rooj ntawm Mendeleev, nws yog tus thib ob thiab tam sim ntawd tom qab hydrogen. Nws hais txog inert lossis noble gases.
Lub ntsiab yog xaiv "Nws". Los ntawm Greek thaum ub, nws lub npe txhais tau tias "Tshav". Thaum xub thawj nws tau xav tias nws yog hlau. Txawm li cas los xij, nws tau muab tawm tias qhov no yog cov roj monatomic. Helium yog qhov thib ob lub teeb pom kev zoo thiab tsis muaj qab hau, tsis muaj xim thiab tsw ntxhiab. Muaj qhov kub siab tshaj plaws.
Raws li ib txwm muaj, nws yog cov roj zoo tagnrho. Ntxiv rau gaseous, nws muaj peev xwm ua tau nyob rau hauv ib qho khoom thiab ua kua. Nws inertness yog manifested nyob rau hauv inactive kev sib raug zoo nrog lwm yam tshuaj. Nws yog xyaum insoluble nyob rau hauv dej. Rau kev lag luam lub hom phiaj, nws yog muab rho tawm los ntawm natural gas, cais nws los ntawm impurities nrogsiv lub zog txias.
Gas tuaj yeem tsim kev phom sij rau tib neeg. Kev nce hauv nws cov concentration hauv huab cua ua rau tsis muaj oxygen hauv cov ntshav, uas hauv cov tshuaj hu ua oxygen starvation. Thaum noj ntau, nws ua rau ntuav, tsis nco qab, thiab qee zaum tuag.
Kev ua kua ntawm helium
Cov roj tuaj yeem nkag mus rau hauv cov kua hauv lub xeev ntawm kev sib sau ua ke raws li qee yam xwm txheej. Liquefaction feem ntau yog siv hauv kev lag luam thiab hauv kev tshawb fawb txog kev tshawb fawb. Rau qee cov tshuaj, nws yog txaus kom tsuas yog nce lub siab. Lwm tus, xws li helium, tsuas yog ua kua thaum txias.
Yog tias cov roj kub siab tshaj qhov tseem ceeb, nws yuav tsis condense, txawm tias lub siab npaum li cas. Rau helium, lub ntsiab lus tseem ceeb yog 5.19 Kelvin, rau nws 3He isotope nws yog 3.35 K.
Kua helium yog cov kua yuav luag zoo meej. Nws yog tus cwj pwm los ntawm qhov tsis muaj qhov nro, viscosity. Tom qab hloov siab thiab kub, nws qhov ntim tseem nyob li qub. Cov kua helium muaj qhov nro qis heev. Cov khoom no tsis muaj xim thiab muaj kua heev.
Cov khoom ntawm cov kua helium
Nyob hauv lub xeev ua kua, helium yog qhov txawv txav tsis zoo, vim tias nws tsis muaj zog cuam tshuam lub teeb rays. Hauv qee qhov xwm txheej, nws muaj cov khoom ntawm quantum kua. Vim li no, ntawm lub siab ib txwm, nws tsis crystallize txawm nyob rau ntawm qhov kub ntawm -273.15 Celsius (tsis muaj xoom). Tag nrho lwm cov tshuaj paub ua kom muaj zog nyob rau hauv cov xwm txheej no.
Qhov kub ntawm cov kua helium pib boil yog -268.9 degrees Celsius. Lub cev lub cev ntawm nws cov isotopes sib txawv heev. Piv txwv li, helium-4 boils ntawm 4.215 K.
Nws yog Bose kua, uas yog tus cwj pwm los ntawm kev hloov pauv ntawm qhov kub ntawm 2, 172 Kelvin thiab hauv qab no. Theem II yog tus cwj pwm los ntawm superfluidity thiab superthermal conductivity. Thaum kub hauv qab theem, Nws I thiab Nws II tshwm sim ib txhij, vim tias ob lub suab nrov tshwm sim hauv cov kua.
Helium-3 yog Fermi kua. Nws boils ntawm 3.19 Kelvin. Ib qho isotope tsuas tuaj yeem ua tiav superfluidity ntawm qhov kub qis heev (ob peb millikelvins) thaum muaj qhov txaus nyiam ntawm nws cov khoom.
Helium superfluidity
Science tshuav qhov kev kawm ntawm lub tswvyim ntawm superfluidity rau Academicians S. P. Kapitsa thiab L. D. Landau.
Tus kws tshaj lij tau xaus lus tias tom qab qhov kub ntawm helium poob qis dua 2, 172 K, cov khoom dhau los ntawm theem ntawm lub xeev ib txwm mus rau ib qho tshiab, hu ua helium-II. Nyob rau theem no, cov khoom no dhau los ntawm capillaries thiab nqaim qhov tsis muaj kev sib txhuam me ntsis. Lub xeev no hu ua "superfluidity".
Xyoo 1941 Landau L. D. txuas ntxiv mus kawm cov khoom ntawm cov kua helium thiab tsim cov kev xav ntawm superfluidity. Piavnws coj nws los ntawm quantum txoj kev, siv lub tswv yim ntawm lub zog spectrum ntawm excitations.
Helium daim ntawv thov
Lub caij helium tau pom nyob rau hauv spectrum ntawm lub hnub xyoo 1868. Hauv Ntiaj Teb, nws tau pom los ntawm William Ramsay hauv xyoo 1895, tom qab ntawd nws tau kawm ntev thiab tsis tau siv rau hauv kev lag luam. Hauv kev lag luam, nws pib siv roj rau airships thaum Tsov Rog Thoob Ntiaj Teb thib 1.
Roj yog nquag siv rau ntim hauv kev lag luam khoom noj, hauv kev smelting ntawm hlau. Geologists siv nws los txheeb xyuas qhov ua txhaum ntawm lub ntiaj teb crust. Cov kua helium feem ntau yog siv los ua cov tub yees muaj peev xwm tswj xyuas qhov kub thiab txias. Cov cuab yeej no tsim nyog rau kev tshawb fawb txog kev tshawb fawb.
Cov kua dej txias yog siv hauv cov tshuab hluav taws xob cryogenic, hauv kev tshuaj ntsuam tunneling microscopes, hauv cov khoom siv kho mob NMR tomographs, hauv cov khoom siv hluav taws xob accelerators.
Zoo kawg
Helium yog ib qho roj inert lossis noble uas pom muaj kev ua haujlwm qis hauv kev sib cuam tshuam nrog lwm yam khoom. Nyob rau hauv lub sij hawm lub sij hawm ntawm cov tshuaj, nws yog nyob rau hauv ob qhov chaw, qab hydrogen. Hauv qhov xwm txheej, qhov teeb meem yog nyob rau hauv lub xeev gaseous. Raws li qee qhov xwm txheej, nws tuaj yeem nkag mus rau lwm lub xeev ntawm kev sib sau.
Lub ntsiab feature ntawm cov kua helium yog nws cov superfluidity thiab tsis muaj peev xwm crystallize ntawm ib txwm siab, txawm tias qhov kub thiab txias ncav cuag xoom. Cov khoom ntawm isotopes ntawm ib yam khoom tsis zoo ib yam. Lawv qhov tseemceebqhov kub thiab txias, lawv cov dej kub npau npau, thiab cov kiv cua ntawm lawv cov khoom.
