Helium nəcib qazlar qrupuna aiddir. Maye helium dünyanın ən soyuq mayesidir. Bu məcmu vəziyyətdə o, həddindən artıq axıcılıq və super keçiricilik kimi bir sıra unikal xüsusiyyətlərə malikdir. Onun xassələri haqqında daha sonra öyrənəcəyik.
Helium qazı
Helium Kainatda qaz halında geniş yayılmış sadə maddədir. Mendeleyevin dövri cədvəlində o, ikincidir və hidrogendən dərhal sonradır. Bu inert və ya nəcib qazlara aiddir.
Element "O" kimi təyin olunub. Qədim yunan dilindən onun adı "Günəş" deməkdir. Əvvəlcə onun metal olduğu güman edilirdi. Lakin məlum oldu ki, bu, bir atomlu qazdır. Helium ikinci ən yüngül kimyəvi maddədir və dadsız, rəngsiz və qoxusuzdur. Ən aşağı qaynama nöqtəsinə malikdir.
Normal şəraitdə ideal qazdır. Qaz halına əlavə olaraq, bərk və maye vəziyyətdə olmağa qadirdir. Onun hərəkətsizliyi digər maddələrlə qeyri-aktiv qarşılıqlı əlaqədə özünü göstərir. Suda praktiki olaraq həll olunmur. Sənaye məqsədləri üçün təbii qazdan çıxarılır, onu çirklərdən ayırırgüclü soyutma istifadə edir.
Qaz insanlar üçün təhlükəli ola bilər. Onun havada konsentrasiyasının artması qanda oksigen çatışmazlığına gətirib çıxarır ki, buna tibbdə oksigen aclığı deyilir. Böyük miqdarda qəbul edildikdə, qusma, huşunu itirmə və bəzən ölümlə nəticələnir.
Heliumun mayeləşməsi
İstənilən qaz müəyyən şərtlər altında maye birləşmə vəziyyətinə keçə bilər. Mayeləşdirmə sənayedə, eləcə də elmi tədqiqatlarda geniş istifadə olunur. Bəzi maddələr üçün sadəcə təzyiqi artırmaq kifayətdir. Helium kimi digərləri yalnız soyuduqda maye olur.
Qazın temperaturu kritik nöqtədən yuxarıdırsa, təzyiq nə olursa olsun, o, qatılaşmayacaq. Helium üçün kritik nöqtə 5,19 Kelvin, 3He izotopu üçün 3,35 K-dir.
Maye helium demək olar ki, mükəmməl mayedir. Səthi gərginliyin, viskozitenin olmaması ilə xarakterizə olunur. Təzyiq və temperatur dəyişdikdən sonra onun həcmi dəyişməz qalır. Maye helium son dərəcə aşağı gərginliyə malikdir. Maddə rəngsiz və yüksək mayedir.
Maye heliumun xüsusiyyətləri
Maye halda helium zəif fərqlənir, çünki işıq şüalarını zəif sındırır. Müəyyən şəraitdə o, kvant mayesinin xüsusiyyətlərinə malikdir. Buna görə normal təzyiqdə hətta −273,15 Selsi (mütləq sıfır) temperaturda da kristallaşmır. Bütün digər məlum maddələr bu şərtlər altında qatılaşır.
Maye heliumun qaynamağa başladığı temperatur -268,9 dərəcə Selsidir. Onun izotoplarının fiziki xassələri əhəmiyyətli dərəcədə dəyişir. Məsələn, helium-4 4,215 K-da qaynar.
2, 172 Kelvin və daha aşağı temperaturlarda faza keçidləri ilə xarakterizə olunan Bose mayesidir. He II fazası həddindən artıq axıcılıq və super istilik keçiriciliyi ilə xarakterizə olunur. Fazadan aşağı temperaturda He I və He II eyni vaxtda baş verir, buna görə mayedə iki səs sürəti görünür.
Helium-3 Fermi mayesidir. 3.19 Kelvində qaynayır. İzotop yalnız hissəcikləri arasında kifayət qədər cazibə olduqda çox aşağı temperaturda (bir neçə millikelvin) həddindən artıq mayeliyə nail ola bilər.
Helium həddindən artıq mayelik
Elm həddindən artıq mayelik anlayışının öyrənilməsini akademiklər S. P. Kapitsa və L. D. Landauya borcludur.
Akademik belə nəticəyə gəlib ki, heliumun temperaturu 2,172 K-dən aşağı düşdükdən sonra maddə normal vəziyyət fazasından tamamilə yeni helium-II adlanan fazaya keçir. Bu mərhələdə maddə ən kiçik bir sürtünmə olmadan kapilyarlardan və dar dəliklərdən keçir. Bu vəziyyət "sürətli axıcılıq" adlanır.
1941-ci ildə Landau L. D. maye heliumun xassələrini öyrənməyə davam etdi və həddindən artıq axıcılıq nəzəriyyəsini inkişaf etdirdi. izah edino, həyəcanların enerji spektri konsepsiyasını tətbiq edərək, onu kvant üsulları ilə götürdü.
Helium tətbiqləri
Helium elementi 1868-ci ildə Günəşin spektrində kəşf edilmişdir. Yer üzündə onu 1895-ci ildə William Ramsay kəşf etdi, sonra uzun müddət tədqiq edildi və iqtisadi sahədə istifadə edilmədi. Sənaye fəaliyyətində, Birinci Dünya Müharibəsi zamanı dirijabllar üçün yanacaq kimi istifadə olunmağa başladı.
Qaz qida sənayesində qablaşdırmada, metalların əridilməsində fəal şəkildə istifadə olunur. Geoloqlar ondan yer qabığındakı nasazlıqları aşkar etmək üçün istifadə edirlər. Maye helium əsasən ultra aşağı temperaturları saxlaya bilən soyuducu kimi istifadə olunur. Bu xüsusiyyət elmi tədqiqat üçün lazımdır.
Soyuducu maye kriogen elektrik maşınlarında, skan edən tunel mikroskoplarında, tibbi NMR tomoqraf cihazlarında, yüklü hissəcik sürətləndiricilərində istifadə olunur.
Nəticə
Helium digər maddələrlə qarşılıqlı təsirdə aşağı aktivlik nümayiş etdirən təsirsiz və ya nəcib qazdır. Kimyəvi elementlərin dövri cədvəlində hidrogendən sonra ikinci yerdədir. Təbiətdə maddə qaz halındadır. Müəyyən şərtlər altında o, digər birləşmə vəziyyətlərinə keçə bilər.
Maye heliumun əsas xüsusiyyəti onun həddindən artıq maye olması və temperatur mütləq sıfıra çatsa belə normal təzyiqdə kristallaşa bilməməsidir. Maddənin izotoplarının xassələri eyni deyil. Onların tənqiditemperaturlar, onların qaynama şərtləri və hissəciklərinin spinləri.
