Quest-ce que le superfluide? Leau peut-elle présenter des propriétés de superfluide sous une température / pression spécifique?


Meilleure réponse

Un liquide est appelé superfluide en raison du débit sans frottement et dautres comportements exotiques observés à des températures proche du zéro absolu (−273,15 ° C) et le comportement inhabituel résulte deffets de mécanique quantique.

La caractéristique la plus spectaculaire dun superfluide est la capacité de sécouler sans frottement apparent à travers des capillaires si petits quaucun liquide ordinaire ne peut écoulement car il serait serré par sa viscosité. Les autres phénomènes observés dans un superfluide incluent (a) la capacité à maintenir des courants persistants dans un récipient (comme – si vous posez une tasse avec un liquide circulant et que vous revenez 10 minutes plus tard, le liquide a cessé de bouger parce que les atomes dans le liquide se heurteront les uns aux autres et le ralentiront. Mais si vous faisiez cela avec un superfluide et que vous reveniez même un million dannées plus tard, il serait toujours en train de tourner comme sil venait dêtre agité); (b) le phénomène dans lequel le liquide sécoule sans frottement apparent sur les côtés de son récipient (comme le lait bouillant) et (c) une conductivité thermique supérieure à celle des meilleurs conducteurs métalliques.

Les gaz se transforment en liquide lorsquils sont refroidis en dessous dun certain point. Lhydrogène gazeux se transforme en liquide sil est refroidi en dessous de 33K (-240 ° C), lazote en dessous de 77K (-196 ° C) Oxygène en dessous de 90K (-183 ° C) et ainsi de suite. Mais certains gaz persistent sous forme de gaz même aux températures les plus basses. LHÉLIUM est lun de ces gaz et ne se transforme en liquide quà la température extrêmement basse de 4,15 K (-269 ° C). Une fois refroidi davantage – à 2,17K (-271 ° C) appelé « s point lambda, une chose remarquable se produit, la densité du liquide baisse et le liquide devient un « superfluide » de viscosité nulle. La superfluidité provient du frottement des atomes dhélium qui se sont condensés à lénergie la plus basse possible.

Quand la plupart des liquides sont refroidis, la légère attraction entre les atomes du fluide commence enfin à vaincre les vibrations thermiques, et les particules se déposent dans un ordre régulier, à savoir un solide. Mais les atomes dhélium sont si légers et faiblement attirés les uns vers les autres que même lorsque les mouvements atomiques ordinaires calmés, les atomes se trémoussent avec un mouvement du point zéro, un léger élan donné par le principe dincertitude quantique. Par conséquent, ils ne sinstallent jamais dans létat solide. À zéro absolu, les atomes cessent théoriquement de bouger. « La liquidité de s à basses températures lui permet deffectuer une transformation appelée condensation de Bose-Einstein – une statistique e de la matière dans laquelle des atomes séparés ou des particules subatomiques, refroidis à presque zéro absolu, fusionnent en une seule entité mécanique quantique, dans laquelle les particules individuelles se chevauchent jusquà ce quelles se comportent comme une grosse particule. Les atomes agissant à lunisson ne se comportent plus comme des atomes individuels.

Leau est un liquide à une température beaucoup plus élevée et se solidifie en glace lorsquelle est refroidie en dessous de 273K (0 ° C) donc il ny a aucun moyen pour leau être un superfluide.

superfluidité | physique

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