Эскизы. 13. Фазовые переходы 2-го рода. Сверхтекучий гелий.
В этом псто мы рассмотрим вкратце только фазовую диаграмму гелия, условия его перехода в сверхтекучее состояние и его свойства в этом состоянии. А в следующих постах фазовые диаграммы горячих льдов (воды при сверхвысоких давлениях и температурах), жидкого и твердого водорода и, как вишенку на торте, вариант химически активного гелия.
§4. Фазовые переходы второго рода и другая экзотика.
Существуют и фазовые переходы, при которых скачка плотности не происходит. Но есть скачки первых производных плотности или других параметров по температуре и давлению. Таких, как теплоемкость, коэффициент теплового расширения и другие. Такие фазовые переходы называют фазовыми переходами второго рода.
4.1. Жидкий и сверхтекучий гелий.
В качестве примера посмотрим на фазовую диаграмму гелия:
Рис. 1.15. Фазовая диаграмма гелия (https://scask.ru/).
На ней Жидкий гелий I - обычная вязкая жидкость, а Жидкий гелий II - смесь обычной и сверхтекучей компонент. Переход между этими состояниями происходит при пересечении линии Тλ1 - Тλ2 на диаграмме. А полностью сверхтекучим гелий становится только при абсолютном нуле по температуре.
Сквозь сверхтонкие капилляры сверхтекучая компонента проходит свободно, а обычная вязкая компонента течет как и обычная вода (кровь) сквозь водопроводные трубы (кровеносные сосуды).
При этом у сверхтекучей компоненты теплоемкость практически стремится к нулю. А теплопроводность аномально высока. Ибо перенос тепла осуществляется не через столкновения атомов, а конвективными вихревыми движениями сверхтекучей компоненты.
§4. Фазовые переходы второго рода и другая экзотика.
Существуют и фазовые переходы, при которых скачка плотности не происходит. Но есть скачки первых производных плотности или других параметров по температуре и давлению. Таких, как теплоемкость, коэффициент теплового расширения и другие. Такие фазовые переходы называют фазовыми переходами второго рода.
4.1. Жидкий и сверхтекучий гелий.
В качестве примера посмотрим на фазовую диаграмму гелия:
Рис. 1.15. Фазовая диаграмма гелия (https://scask.ru/).
На ней Жидкий гелий I - обычная вязкая жидкость, а Жидкий гелий II - смесь обычной и сверхтекучей компонент. Переход между этими состояниями происходит при пересечении линии Тλ1 - Тλ2 на диаграмме. А полностью сверхтекучим гелий становится только при абсолютном нуле по температуре.
Сквозь сверхтонкие капилляры сверхтекучая компонента проходит свободно, а обычная вязкая компонента течет как и обычная вода (кровь) сквозь водопроводные трубы (кровеносные сосуды).
При этом у сверхтекучей компоненты теплоемкость практически стремится к нулю. А теплопроводность аномально высока. Ибо перенос тепла осуществляется не через столкновения атомов, а конвективными вихревыми движениями сверхтекучей компоненты.