Hva er superfluid? Kan vann vise superfluid egenskap under spesifikk temperatur / trykk?


Beste svaret

En væske kalles en Superfluid på grunn av den friksjonsløse strømmen og annen eksotisk oppførsel som observeres ved temperaturer nær absolutt null (−273,15 ° C) og den uvanlige oppførselen stammer fra kvantemekaniske effekter.

Det mest spektakulære ved en superfluid er evnen til å strømme uten tilsynelatende friksjon gjennom kapillærene så små at enhver vanlig væske ikke flyte slik den ville bli klemt fast av viskositeten. De andre fenomenene som er observert i en superfluid inkluderer (a) evnen til å opprettholde vedvarende strømmer i en beholder (som – hvis du setter ned en kopp med en væske som sirkulerer rundt og du kommer tilbake 10 minutter senere, har væsken sluttet å bevege seg fordi atomer i væsken vil kollidere med hverandre og senke den. Men hvis du gjorde det med en superfluid og kom tilbake enda en million år senere, ville den fortsatt snu som om den bare ble rørt); (b) fenomenet der væsken strømmer uten tilsynelatende friksjon opp og over sidene av beholderen (som melk som koker over) og (c) en varmeledningsevne som er større enn den for de beste metallledere.

Gasser blir til væske når de avkjøles under et bestemt punkt. Hydrogengass blir til væske hvis den avkjøles under 33K (-240 ° C), nitrogen under 77K (-196 ° C) Oksygen under 90K (-183 ° C) og så videre. Men visse gasser vedvarer som en gass selv til de laveste temperaturene. HELIUM er en slik gass, og blir til en væske bare ved ekstremt lav temperatur på 4,15 K (−269 ° C). Når den ble avkjølt videre – til 2,17 K (-271 ° C) kalte den «s lambdapunkt, en bemerkelsesverdig ting oppstår, væsketettheten synker, og væsken blir til «superfluid» uten viskositet. Superfluiditet oppstår fra friksjonen av heliumatomer som har kondensert til lavest mulig energi.

Når de fleste væsker blir avkjølt, begynner den svake tiltrekningen mellom atomer i væsken til slutt å overvinne varmevibrasjoner, og partiklene legger seg i en vanlig rekkefølge, nemlig et fast stoff. Men heliumatomer er så lette og svakt tiltrukket av hverandre at selv når vanlige atombevegelser har stille, atomene jiggler med nullpunktsbevegelse, et lite moment som tilføres av kvanteusikkerhetsprinsippet. Derfor legger de seg aldri i fast tilstand. Ved absolutt null slutter atomer teoretisk å bevege seg helt.

Helium «Likviditet ved lave temperaturer gjør det mulig å gjennomføre en transformasjon kalt Bose – Einstein kondens – en stat av materie der separate atomer eller subatomære partikler, avkjølt til nesten absolutt null, smelter sammen til en enkelt kvantemekanisk enhet, der individuelle partikler overlapper til de oppfører seg som en stor partikkel. Atomer som fungerer i orden, oppfører seg ikke lenger som individuelle atomer.

Vann er en væske ved en mye høyere temperatur og størkner til is når den avkjøles under 273K (0 ° C), så det er ingen måte vann kan noen gang være en superfluid.

superfluidity | physics

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert. Obligatoriske felt er merket med *