发布网友 发布时间:2023-09-14 07:07
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热心网友 时间:2024-11-23 03:24
在常压下,液氮温度为-196℃。
液氮,液态的氮气。是惰性的,无色,无臭,无腐蚀性,不可燃,温度极低。氮构成了大气的大部分(体积比78.03%,重量比75.5%)。氮是不活泼的,不支持燃烧。
在极低温度下气态氦转变为液态氦。
由于氦原子间的相互作用(范德华力)和原子质量都很小,很难液化,更难凝固。富同位素4He的气液相变曲线的临界温度和临界压强分别为5.20K和2.26大气压,一个大气压下的温度为4.215K.在常压下,温度从临界温度下降至绝对零度时,氦始终保持为液态,不会凝固,只有在大于25大气压时才出现固态。
在工业中,液态氮是由空气分馏而得。
先将空气净化后,在加压,冷却的环境下液化,借由空气中各组分之沸点不同加以分离。氮气(占空气体积的78.09%)最先泄出(且未被液化),再来是占空气中0.93%的稀有气体,最后是占20.95%的氧气。人体皮肤直接接触液氮瞬间是没有问题的,超过2秒才会冻伤且不可逆转。
液态氦的简介
特性是容易流动的液体,它的沸点极低,-269℃就会沸腾,是唯一能够接近绝对零度的物质。液氦在全世界的顶尖科学研究,现代化工业技术,都占有非常重要的位置。
液氦的作用主要是在气冷式核反应堆的工作流体、低温超导冷冻剂、低温环境原子测距等等。随着氦的广泛应用,这种稀缺资源的价格也水涨船高,堪比MRI中的液体黄金。
当今氦最大的单一用途,不仅仅节日里的氦气球,也不是工业中的保护气,而是作为一种冷却液。目前很多医院配置的大型核磁共振仪MRI所需的低温超导冷冻剂,就是液氦。
实验室的核磁共振波谱仪NMR虽然用量不大,但也是仪器运行必不可少。液氦因其流动性强,温度极低,可帮助磁体在通电后形成低温超导,核磁设备工作时保持线圈的零电阻和稳定的高磁场。
液氦物理化学性质
掀开超低温世界的大门-液氦
液氦作为直接冷却液,或是稀释制冷机的工作物质,为众多低温研究提供实验条件。与此同时,由于其神奇而独特的低温性质,氦元素本身也吸引着许多物理学家的好奇心,成为许多基础科学研究中的重要对象。
小结
从氦的发现,到氦的液化,再到超流体的发现和研究,有关氦的科学活动贯穿了150年以来现代科学的发展历程。有关氦的理论突破和技术推进,开拓了许多崭新的科学领域,同时也成就了许多诺贝尔物理学奖。如今对于氦元素的前沿研究依然担负着突破人类认知边界的重任。我们有理由相信,人们会继续从液氦这种神奇的量子液体中发现并破解更多的神奇性质,从而管中窥豹,更深入地理解我们所处的这个宇宙。