ヘリウムは希ガスのグループに属しています。液体ヘリウムは世界で最も冷たい液体です。この凝集状態では、超流動性や超伝導性など、多くのユニークな特徴があります。そのプロパティについては後で詳しく説明します。
ヘリウムは単体で広く普及していますガス状の宇宙で。メンデレーエフの周期表の2番目で、水素の直後に立っています。それは不活性または希ガスに属します。
要素は「彼」として指定されます。古代ギリシャ語から、その名前は「太陽」を意味します。当初は金属であると想定されていました。しかし、それは単原子ガスであることが判明しました。ヘリウムは2番目に軽い化学物質であり、無味、無色、無臭です。沸点が最も低い。
通常の状態での理想気体です。気体に加えて、固体および液体の状態にすることができます。その不活性は、他の物質との不活性な相互作用に現れます。それは実質的に水に不溶性です。工業目的では、天然ガスから抽出され、強力な冷却を使用して不純物から分離されます。
ガスは人体に危険を及ぼす可能性があります。空気中の濃度が上昇すると、血液中の酸素が不足します。これは医学では酸素欠乏と呼ばれます。大量に摂取すると、嘔吐、意識喪失、時には死に至ります。
どんなガスも液体の集合体に変わることができます特定の条件下での状態。液化は、産業だけでなく科学研究でも一般的に使用されています。一部の物質では、圧力を上げるだけで十分です。ヘリウムなどの他のものは、冷却した後にのみ液体になります。
ガス温度が臨界点を超えている場合は、圧力がどうであれ、結露しません。ヘリウムの場合、臨界点は5、19ケルビンの温度であり、その同位体3Heの場合、それは3.35Kです。
液体ヘリウムはほぼ理想的です液体。表面張力や粘度がないのが特徴です。圧力と温度を変更した後、その体積は同じままです。液体ヘリウムの張力は非常に低くなっています。物質は無色で流動性が高い。
液体状態では、ヘリウムはほとんど区別できません。光線を弱く屈折させます。特定の条件下では、それは量子流体の特性を持っています。このため、常圧では、-273.15℃（絶対零度）でも結晶化しません。他のすべての既知の物質は、これらの条件下で固化します。
沸騰し始める液体ヘリウムの温度は摂氏-268.9度です。その同位体の物理的性質はかなり異なります。したがって、ヘリウム4は4.215Kの温度で沸騰します。
それはボーズの液体です相転移は、2.172ケルビン以下の温度で特徴的です。 He II相は、超流動性と超熱伝導率が特徴です。フェーズHeIとHeIIより低い温度では、HeIとHeIIが同時に発生します。これにより、液体に2つの速度の音が現れます。
ヘリウム3はフェルミ液体です。それは3.19ケルビンで沸騰します。同位体は、粒子間に十分な引力が現れる非常に低い温度（数ミリケルビン）でのみ超流動を達成することができます。
科学は超流動の概念の研究に負っています学者SPカピツァとLDランダウ1938年に液体ヘリウムの特性を研究しているときに、セルゲイカピツァは、絶対零度に近づくと、液体が固化する代わりに粘度を失うことに気づきました。
学者はその後ヘリウムの温度が2.172Kを下回ると、物質は通常の状態の段階から、ヘリウムIIと呼ばれるまったく新しい段階に移行します。この段階では、物質はわずかな摩擦なしに毛細管と狭い開口部を通過します。この状態は「超流動」と呼ばれます。
1941年、LDランダウは液体ヘリウムの特性を研究し続け、超流動の理論を発展させました。彼は、励起のエネルギースペクトルの概念を適用して、量子法によってそれを説明することを約束しました。
元素ヘリウムは1868年に太陽のスペクトルで発見されました年。 1895年にウィリアム・ラムゼーによって地球上で発見され、その後長い間研究され、経済分野では使用されませんでした。産業活動では、第一次世界大戦中に飛行船の燃料として使用され始めました。
ガスは食品の包装に積極的に使用されています産業、金属を製錬するとき。地質学者はそれを使って地殻の断層を検出します。液体ヘリウムは、主に超低温を維持できる冷媒として使用されています。この特性は科学研究に不可欠です。
冷却液は、極低温電気機械、走査型トンネル顕微鏡、医療用NMR断層撮影装置、荷電粒子加速器で使用されます。
ヘリウムは不活性または希ガスであり、他の物質との相互作用における低活性。化学元素の周期表では、2番目に水素になります。自然界では、物質は気体状態にあります。特定の条件下では、他の集約状態に移行する可能性があります。
液体ヘリウムの主な特徴は温度が絶対零度に達しても、超流動性と常圧下で結晶化できないこと。物質の同位体の特性は同じではありません。それらの臨界温度、それらの沸騰条件、およびそれらの粒子のスピン値は異なります。
