Najlepsza odpowiedź
Ciecz jest nazywana nadciekłą z powodu przepływu bez tarcia i innych egzotycznych zachowań obserwowanych w temperaturach blisko zera absolutnego (-273,15 ° C), a niezwykłe zachowanie wynika z efektów mechaniki kwantowej.
Najbardziej spektakularną cechą nadcieku jest zdolność do przepływu bez widocznego tarcia przez naczynia włosowate tak małe, że żadna zwykła ciecz nie może płynąć tak, jakby był ograniczony przez jego lepkość. Inne zjawiska obserwowane w nadciekłości obejmują (a) zdolność do utrzymywania trwałych prądów w pojemniku (jak – jeśli odstawisz kubek z krążącą cieczą i wrócisz 10 minut później, ciecz przestała się poruszać, ponieważ atomy w cieczy zderzają się ze sobą i spowalniają. Ale gdybyś zrobił to z nadciekiem i wrócił nawet milion lat później, nadal obracałby się, jakby był właśnie mieszany); (b) zjawisko, w którym ciecz przepływa bez widocznego tarcia w górę i po bokach pojemnika (jak kipienie mleka) oraz (c) przewodność cieplna, która jest większa niż w przypadku najlepszych przewodników metalicznych.
Gazy zamieniają się w ciecz po ochłodzeniu poniżej pewnego punktu. Wodór zamienia się w ciecz po schłodzeniu poniżej 33K (-240 ° C), azot poniżej 77K (-196 ° C) Tlen poniżej 90K (-183 ° C) i tak dalej. Ale niektóre gazy pozostają gazami nawet do najniższych temperatur. HEL jest jednym z takich gazów i przechodzi w stan ciekły dopiero w skrajnie niskiej temperaturze 4,15 K (−269 ° C). Po dalszym schłodzeniu – do 2,17 K (-271 ° C) nazwał to „s punktem lambda zachodzi niezwykła rzecz, gęstość cieczy spada i ciecz staje się „nadciekłą” o zerowej lepkości. Nadciekłość powstaje w wyniku tarcia atomów helu, które skondensowały się do najniższej możliwej energii.
Gdy większość cieczy są schładzane, niewielkie przyciąganie między atomami w płynie w końcu zaczyna pokonywać wibracje ciepła, a cząstki układają się w regularny porządek, mianowicie ciało stałe. Ale atomy helu są tak lekkie i słabo przyciągane do siebie, że nawet przy zwykłych ruchach atomów po wyciszeniu atomy poruszają się z ruchem punktu zerowego, z niewielkim pędem nadanym przez kwantową zasadę nieoznaczoności. Dlatego nigdy nie osiadają w stanie stałym. W zera absolutnego atomy teoretycznie przestają się poruszać.
Hel Płynność w niskich temperaturach pozwala na przeprowadzenie transformacji zwanej kondensacją Bosego-Einsteina – statystyka e materii, w której oddzielne atomy lub cząstki subatomowe, schłodzone do niemal zera absolutnego, łączą się w jedną całość mechaniki kwantowej, w której poszczególne cząstki nakładają się na siebie, aż zachowują się jak jedna duża cząstka. Atomy działające zgodnie nie zachowują się już jak pojedyncze atomy.
Woda jest cieczą w znacznie wyższej temperaturze i krzepnie w lód po schłodzeniu poniżej 273 K (0 ° C), więc nie ma możliwości, aby woda nigdy nie mogła być nadciekłym.