冥王生活

您现在的位置是:首页 > 科技生活 > 正文

科技生活

什么是超流体(什么是超流体氧化物)

admin2023-01-03科技生活95

超流体是接近绝对零度的什么

超流体是接近绝对零度的物质状态。特点是完全缺乏黏性。

如果将超流体放置于环状的容器中,由于没有摩擦力,它可以永无止尽地流动。例如液态氦在2.17 K以下时,内摩擦系数变为零,液态氦可以流过半径为十的负五次方厘米的小孔或毛细管。

超流体所需温度比超导体还低,它们都是超低温现象。氦有两种同位素,即由2个质子和2个中子组成的氦4和由2个质子和1个中子组成的氦3。液态氦-4在冷却到2.17 K以下时,开始出现超流体特征。

20世纪30年代末,苏联科学家彼得·卡皮察首先观测到液态氦4的超流体特性。他因此获得1978年诺贝尔物理学奖。这一现象很快被苏联科学家列夫·郎道用凝聚态理论成功解释。

不过,科学家直到20世纪70年代末才观测到氦3的超流体现象,因为使氦3出现超流体现象的温度只有氦4的千分之一。

扩展资料:

超流氦-4已成功用作化学领域光谱分析技术的量子溶剂。在超流氦滴光谱分析中,单个分子溶于超流介质之中,使之有有效的旋转自由度,如同在气态之中。这引起了对气体分子研究的极大兴趣。

超流体,如超冷冻的氦-4,有很多稀奇的性质。它就像一般液体加上超流体的特有的性质,如全无粘性、零熵度,和无限大的热传导率。(故此在超流体中出现温差是不可能的,就如超导体内没有电势差一样。)其中最令人叹为观止的是“热机效应”。

如一纤细管放在一池超流氦之中,而纤细管被加热 (如对它照光),氦便会爬上管顶。 这是克劳修斯-克拉佩龙方程的结果。另一样奇特现象是超流氦可以在任何放置它的容器表面上形成一层单原子厚度的液体薄膜。

超流体到底是什么物质,目前为止世界上研制出超流体了吗?

超流体是物质的一种状态,而不是一种物质。超流体匹配的词是“制备”而不是“研制”。把氦冷冻到足够低的温度就是超流体

超流体没有黏性,没有摩擦力,毛细作用无穷强,很有趣……

目前超流体只在科研领域应用

超流体与超临界流体有什么区别

液态氦在-271℃以下时,它的内摩擦系数变为零,这时液态氦可以流过半径为十的负五次方厘米的小孔或毛细管,这种现象叫做超流现象(Superfluidity),这种液体叫做超流体(Superfluid)。

纯净物质要根据温度和压力的不同,呈现出液体、气体、固体等状态变化,如果提高温度和压力,来观察状态的变化,那么会发现,如果达到特定的温度和压力,会出现液体与气体界面消失的现象,该点被称为临界点。在临界点附近,会出现流体的密度、粘度、溶解度、热容量、介电常数等所有流体的物性发生急剧变化的现象。温度和压力均高于临界点时的流体,称为超临界流体。

接近绝对零度的超流体是什么?

接近绝对零度的超流体是液氦。液氦是氦的液化体。无色透明,无臭无味。临界温度(5.20K)和沸点(4.125K)最低。它可获得mK级的超低温,是一种最主要的低温源。

液氦具有性质:如在常压下永远不会凝成固体,没有三相点,只有当压力超过2.5MPa后才出现固相;存在入相变现象,在入点(2.1 72K)处比热、密度等都有突变;存在超流性、爬行膜现象和超导热性,粘滞系数接近于零。

超流体特点

超流动性普通液体的粘滞度随温度的下降而增高,与此不同,HeⅠ的粘滞度在温度下降到2.6K左右时,几乎与温度无关,其数值约为3×10-6帕秒,比普通液体的粘滞度小得多。在2.6K以下,HeⅠ的粘滞度随温度的降低而迅速下降。HeⅡ的粘滞度在λ点以下的温度时立刻降至非常小的值(10-12帕秒),这种几乎没有粘滞性的特性称为超流动性。

什么是超流体?

超流体是超低温下具有奇特性质的理想流体,即流体内部完全没有粘滞.超流体所需温度比超导还低,它们都是超低温现象,许多人想搞室温超导,违背自然规律,也是永动机式的幻想.氦有两种同位素,即由2个质子和2个中子组成的氦...

什么是“超流体”?

以往人们只知道物质有固体、液体和气体三种物态,后来了解到在超高温下还存在一种等离子态。而当人们逐步进入超低温世界后,才首次发现原来还存在一种“超流体”。它的发现要归功于荷兰物理学家昂内斯。

1908年,昂内斯费尽千辛万苦,终于在零下269℃使氦气变成了透明而冒着气泡的液体。但他并不满足,还想制成固态氦,于是便设法进一步降低温度到零下270.9℃,结果却出乎他的预料之外,液氦似乎变成另外一种像水晶一样清澈的液体。

当昂内斯无意中将一只玻璃杯放在后一种液氦表面时,惊奇地发现液体居然能自动向上“爬”过杯口,进入玻璃杯内部,直到杯内外液面高度相平为止。如果此时将玻璃杯举起来,杯内的液体又会慢慢“爬”出杯口,流到外面。这是以前人们从未见过的怪现象。

1937年,前苏联物理学家卡皮察对这一现象进行深入研究,发现这两种液氦的许多性质都不相同。前一种液氦与普通流体一样,是热的不良导体,而后一种液氦却一下子变成为所有已知物质中最好的热导体,导热率要比前一种液氦高100万倍,比铜高1万倍。由于它的导热率如此之高,其内部不可能出现温差,因而永远不会沸腾,液面始终平静如镜。

卡皮察把这种现象称作“超流动性”。原来,当液氦继续冷冻时会变成另一种物理状态,即“超流体”。普通液体的黏度随温度的下降而增高,而超流体几乎没有黏滞性(黏度仅为氢气的1/1000),因此比气体还容易流动,可以无任何阻碍地通过连气体都无法通过的直径仅为万分之一毫米的孔隙,还可以利用分子间的作用力“爬”过一定高度。目前所知,这种状态只发生在超低温下的极个别物质上。卡皮察因此而荣获1978年诺贝尔物理学奖(与彭齐亚斯和威尔逊分享)。

更多的科学家研究了这种超流动性现象,又有了许多新的发现。其中最有趣的是超流体喷泉现象,将玻璃管浸到超流体中,用光照射玻璃管的下部,玻璃管的顶端就会喷出喷泉,这是由于光的能量驱动超流体使然。

有关超流体的理论研究目前仍在进行之中。一些科学家认为,液氦的超流动性起因于“玻色-爱因斯坦凝聚”。因为氦原子是自旋为整数的玻色子,遵守玻色统计规律,即这些粒子同时处于零点振动能状态,称为凝聚;温度越低,凝聚到零点振动能状态的粒子数就越多;在绝对零度时,全部粒子都凝聚到零点振动能状态。由于超流体的原子具有最低的零点振动能,故有极大的平均自由程,可互相渗透,无黏滞性,因此能够几乎无阻碍地通过极微小的孔隙。

发表评论

评论列表

  • 这篇文章还没有收到评论,赶紧来抢沙发吧~