Cosè il superfluido? Lacqua può mostrare proprietà superfluide a una temperatura / pressione specifica?


Migliore risposta

Un liquido è chiamato superfluido a causa del flusso senza attrito e di altri comportamenti esotici osservati a temperature vicino allo zero assoluto (−273,15 ° C) e il comportamento insolito deriva da effetti meccanici quantistici.

La caratteristica più spettacolare di un superfluido è la capacità di fluire senza attrito apparente attraverso capillari così piccoli che qualsiasi liquido ordinario non può flusso come sarebbe bloccato dalla sua viscosità. Gli altri fenomeni osservati in un superfluido includono (a) la capacità di sostenere correnti persistenti in un contenitore (come – se poni una tazza con un liquido che circola intorno e torni indietro 10 minuti dopo, il liquido ha smesso di muoversi perché gli atomi nel liquido si scontreranno luno con laltro e lo rallenteranno. Ma se lo facessi con un superfluido e tornassi anche un milione di anni dopo, sarebbe ancora girando come se fosse stato appena mescolato); (b) il fenomeno in cui il liquido scorre senza attrito apparente su e sui lati del suo contenitore (come il latte traboccante) e (c) una conduttività termica che è maggiore di quella dei migliori conduttori metallici.

I gas si trasformano in liquidi se raffreddati al di sotto di un certo punto. Lidrogeno gassoso diventa liquido se raffreddato al di sotto di 33 K (-240 ° C), Azoto inferiore a 77 K (-196 ° C) Ossigeno inferiore a 90 K (-183 ° C) e così via. Ma alcuni gas persistono come gas anche alle temperature più basse. LELIO è uno di questi gas e si trasforma in un liquido solo alla temperatura estremamente bassa di 4,15 K (-269 ° C). Quando viene raffreddato ulteriormente, a 2,17 K (-271 ° C) viene chiamato “s punto lambda si verifica una cosa notevole, la densità del liquido diminuisce e il liquido diventa un “superfluido” a viscosità zero. La superfluidità deriva dallattrito degli atomi di elio che si sono condensati alla più bassa energia possibile.

Quando la maggior parte dei liquidi vengono raffreddati, la leggera attrazione tra gli atomi nel fluido inizia finalmente a superare le vibrazioni del calore e le particelle si stabiliscono in un ordine regolare, vale a dire un solido. Ma gli atomi di elio sono così leggeri e debolmente attratti luno dallaltro che anche quando i moti atomici ordinari hanno silenziati, gli atomi oscillano con il movimento del punto zero, un leggero momento impartito dal principio di indeterminazione quantistica. Quindi, non si stabiliscono mai nello stato solido. Allo zero assoluto, gli atomi teoricamente smettono di muoversi del tutto.

Elio La liquidità a basse temperature le consente di effettuare una trasformazione chiamata condensazione di Bose-Einstein – una statistica E della materia in cui atomi separati o particelle subatomiche, raffreddati quasi allo zero assoluto, si uniscono in ununica entità meccanica quantistica, in cui le singole particelle si sovrappongono fino a comportarsi come una grande particella. Gli atomi che agiscono allunisono non si comportano più come i singoli atomi.

Lacqua è un liquido a una temperatura molto più alta e si solidifica in ghiaccio quando viene raffreddata al di sotto di 273 K (0 ° C), quindi lacqua non può mai essere un superfluido.

superfluidità | fisica

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