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液氦

一、产品描述氦在通常情况下为无色、无味的气体;熔点-272.2℃(25个大气压),沸点-268.785℃;密度0.1785千克/升,临界温度-267.8℃,临界压力2.26大气压;水中溶解度8.61厘...

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一、产品描述

氦在通常情况下为无色、无味的气体;熔点-272.2℃(25个大气压),沸点-268.785℃;密度0.1785千克/升,临界温度-267.8℃,临界压力2.26大气压;水中溶解度8.61厘米³/千克水。氦是不能在标准大气压下固化的物质。液态氦在温度下降至2.18K时(HeⅡ),性质发生突变,成为一种超流体,能沿容器壁向上流动,热传导性为铜的800倍,并变成超导体;其比热容、表面张力、压缩性都是反常的。

液氦在一个大气压下密度为0.125 g/mL。氦有两种天然同位素:氦3、氦4,自然界中存在的氦基本上全是氦4。

普通液氦是一种很易流动的无色液体,其表面张力极小,折射率和气体差不多,因而不易看到它。液态4He包括性质不同的两个相,分别称为HeⅠ和HeⅡ,在两个相之间的转变温度处,液氦的密度、电容率和比热容均呈现反常的增大。两个液相HeⅠ和HeⅡ间的转变温度称为λ点,饱和蒸气压下的λ点为2.172K,压强增加时,λ点移向较低的温度,两个液相的相变曲线为一直线,称为λ线。

 

二、应用领域

氦气曾被用来当做热气球和飞艇的驱动力,氦气的密度要比空气小得多,所以如果往气球和飞艇里充入氦气,气球和飞艇会冉冉升起,让我们不用坐飞机也能实现飞到空中的梦想。因为氢气和空气混合后会爆炸,所以氢气球和氢气飞艇并不安全。氢气飞艇曾经被当做大型载人飞行器使用,但是在1937年德国的“兴登堡号”飞艇在美国着陆时不慎着火爆炸之后,它就彻底退出了历史舞台。不过,热气球和热气飞艇还是比较安全的,而且飞行一次的花费也比较便宜。

 

三、用途

氦是不活泼的元素,而且极难液化。氦的应用主要是作为保护气体、气冷式核反应堆的工作流体和超低温冷冻剂等等。氦气在卫星飞船发射、导弹武器工业、低温超导研究、半导体生产等方面具有重要用途。

 

四、安全注意事项

氦气主要的来源不是空气,而是天然气。原来氦气在干燥空气中含量极微,平均只有百万分之五,天然气中高则可含7.5%的氦,是空气的一万五千倍。可是这种高氦的天然气矿藏并不多,因为天然气中的氦气是铀之类的放射性元素衰变的产物。只有在天然气矿附近有铀矿时,氦气才能在天然气中汇集。

要说缺乏氦气严重的后果,也无非是严重阻碍低温技术的应用,其中受到大影响的就是低温超导技术了。现在已知所有的超导材料都要在-130℃以下的低温中才能表现出超导特性,其中应用广泛的那几种(比如Nb3Sn)更是需要比液氢的沸点还低的转变温度,这时候只有液氦能比较简便地实现这样的极低温。虽然我们完全可以用别的办法实现同样的低温,但都不如液氦实惠。显然,假如我们没有氦,低温超导技术的普及就会受到严重的阻碍;低温超导技术如果不能普及,医院就会用不起核磁共振成像仪(它需要超导材料制造强磁场)。

 

 

氦的化学性质稳定,几乎不与其他任何元素化合。

理论上的确有一些氦的化合物在极低温极高压状态下可以存在。

在光谱中可以观测到HeH+(已知强的酸),而HeH的激发态可以作为准分子存在。


热传导性

HeⅠ具有普通流体的导热率,因而当减小压强时,液氦出现激烈的沸腾现象。HeⅡ的导热率要比HeⅠ高出106倍,比铜高出104倍。当温度越过λ点,HeⅠ转变为HeⅡ时,液氦从很坏的热导体突然变为到目前为止好的热导体。由于HeⅡ的导热率异乎寻常地高,其内部不可能出现温差,因而内部不可能汽化,即不能沸腾。当利用抽气方法减低蒸气压时,开始阶段出现激烈的沸腾,温度降低至λ点以下时,HeⅠ转变为HeⅡ,沸腾突然停止,液面平静如镜,汽化只发生在液面。正常流体的导热率与温度梯度无关,纯粹是反映物质性质的量,但HeⅡ的导热率却与温度梯度甚至容器的几何形状有关。


热效应

热效应包括机-热和热-机两种效应。盛有液氦的两个容器用极细的毛细管C连通,注入液氦,温度低于λ点,右侧液面高于左侧,形成压强差Δp.液氦中低熵超流成分能从右侧通过毛细管转移到左侧,而高熵的正常成分不能通过毛细管。这导致右侧液氦的熵增加,左侧的熵减少,这意味着右侧温度升高而左侧温度降低。这种由机械力引起的热量迁移称为机-热效应。机-热效应的逆过程称为热-机效应。右侧液氦受热后(吸热Q),低熵的超流成分减少,左侧液氦中的超流成分通过毛细管流向右侧,而正常成分不能通过毛细管,这导致右侧液面升高形成压强差。热-机效应的“喷泉”装置。带毛细管喷嘴的无底玻璃管的填充金刚砂粉末P,用棉花C塞住底部,浸入液氦中。用光照射玻璃管,使管内的液氦温度升高,超流成分激发成正常成分。管外的超流成分通过棉花塞向管内转移,形成内外压强差,液氦从喷嘴喷出。

产地/生产商:山西

产品等级:工业级

含量:99%~99.9999%(%)

执行质量标准:国标

产品名称:液氦

品牌:永安气体