Geliy asil gazlar guruhiga kiradi. Suyuq geliy dunyodagi eng sovuq suyuqlikdir. Ushbu agregat holatda u o'ta suyuqlik va o'ta o'tkazuvchanlik kabi bir qator o'ziga xos xususiyatlarga ega. Uning xususiyatlari haqida keyinroq bilib olamiz.
Geliy gazi
Geliy koinotda gazsimon holatda keng tarqalgan oddiy moddadir. Mendeleyev davriy tizimida u ikkinchi va vodoroddan keyin darhol turadi. Bu inert yoki asil gazlarga tegishli.
Element "U" sifatida belgilangan. Qadimgi yunon tilidan uning nomi "Quyosh" degan ma'noni anglatadi. Avvaliga bu metall ekanligi taxmin qilingan. Biroq, bu bir atomli gaz ekanligi ma'lum bo'ldi. Geliy ikkinchi eng engil kimyoviy moddadir va ta'msiz, rangsiz va hidsizdir. Eng past qaynash nuqtasiga ega.
Oddiy sharoitda u ideal gaz hisoblanadi. Gazsimondan tashqari, u qattiq va suyuq holatda bo'lishga qodir. Uning inertligi boshqa moddalar bilan faol bo'lmagan o'zaro ta'sirda namoyon bo'ladi. U suvda amalda erimaydi. Sanoat maqsadlarida u tabiiy gazdan olinadi, uni aralashmalardan ajratib turadikuchli sovutish yordamida.
Gaz odamlar uchun xavfli bo'lishi mumkin. Havoda uning konsentratsiyasining oshishi qonda kislorod etishmasligiga olib keladi, bu tibbiyotda kislorod ochligi deb ataladi. Ko'p miqdorda qabul qilinganda, qusish, ongni yo'qotish va ba'zan o'limga olib keladi.
Geliyni suyultirish
Har qanday gaz ma'lum sharoitlarda agregatsiyaning suyuq holatiga o'tishi mumkin. Suyuqlanish odatda sanoatda, shuningdek, ilmiy tadqiqotlarda qo'llaniladi. Ba'zi moddalar uchun oddiygina bosimni oshirish kifoya. Boshqalar, masalan, geliy, faqat sovutilganda suyuqlikka aylanadi.
Agar gaz harorati kritik nuqtadan yuqori bo'lsa, u qanday bosim bo'lishidan qat'iy nazar, kondensatsiyalanmaydi. Geliy uchun kritik nuqta 5,19 Kelvin, 3He izotopi uchun esa 3,35 K.
Suyuq geliy deyarli mukammal suyuqlikdir. Bu sirt tarangligi, yopishqoqligi yo'qligi bilan tavsiflanadi. Bosim va haroratni o'zgartirgandan so'ng, uning hajmi bir xil bo'lib qoladi. Suyuq geliy juda past kuchlanishga ega. Modda rangsiz va juda suyuq.
Suyuq geliyning xossalari
Suyuq holatda geliy kam farqlanadi, chunki u yorug'lik nurlarini zaif sindiradi. Muayyan sharoitlarda u kvant suyuqlik xususiyatlariga ega. Shu sababli, normal bosimda u -273,15 Selsiy (mutlaq nol) haroratda ham kristallanmaydi. Boshqa barcha ma'lum moddalar bu sharoitda qotib qoladi.
Suyuq geliy qaynay boshlagan harorat -268,9 daraja Selsiy. Uning izotoplarining fizik xususiyatlari sezilarli darajada farq qiladi. Masalan, geliy-4 4,215 K da qaynaydi.
Bu Bose suyuqligi boʻlib, 2, 172 Kelvin va undan past haroratlarda fazali oʻtishlar bilan tavsiflanadi. He II fazasi o'ta suyuqlik va o'ta issiqlik o'tkazuvchanligi bilan tavsiflanadi. Fazadan past haroratlarda He I va He II bir vaqtda sodir bo'ladi, buning natijasida suyuqlikda tovushning ikki tezligi paydo bo'ladi.
Geliy-3 - Fermi suyuqligi. U 3,19 Kelvinda qaynaydi. Izotop juda past haroratlarda (bir necha millikelvin) faqat uning zarralari o'rtasida yetarlicha tortishish mavjud bo'lgandagina super suyuqlikka erisha oladi.
Geliyning ortiqcha suyuqligi
Fan ortiqcha suyuqlik tushunchasini oʻrganish uchun akademiklar S. P. Kapitsa va L. D. Landauga qarzdor.
Akademik geliyning harorati 2,172 K dan pastga tushgandan so'ng, modda normal holat fazasidan geliy-II deb ataladigan mutlaqo yangi holatga o'tadi, degan xulosaga keldi. Ushbu bosqichda modda mayda ishqalanishsiz kapillyarlar va tor teshiklardan o'tadi. Bu holat "o'ta suyuqlik" deb ataladi.
1941 yilda Landau L. D. suyuq geliyning xususiyatlarini o'rganishni davom ettirdi va ortiqcha suyuqlik nazariyasini ishlab chiqdi. Tushuntirishu qo'zg'alishlarning energiya spektri tushunchasini qo'llagan holda kvant usullari bilan oldi.
Geliy ilovalari
Geliy elementi Quyosh spektrida 1868-yilda kashf etilgan. Yerda u 1895 yilda Uilyam Ramsay tomonidan kashf etilgan, shundan so'ng u uzoq vaqt davomida o'rganilgan va iqtisodiy sohada qo'llanilmagan. Sanoat faoliyatida u Birinchi jahon urushi paytida havo kemalari uchun yoqilg'i sifatida ishlatila boshlandi.
Gaz oziq-ovqat sanoatida qadoqlash, metallarni eritishda faol foydalaniladi. Geologlar undan er qobig'idagi yoriqlarni aniqlash uchun foydalanadilar. Suyuq geliy asosan ultra past haroratni saqlab turishga qodir sovutgich sifatida ishlatiladi. Bu xususiyat ilmiy tadqiqot uchun zarur.
Sovutuvchi suyuqlik kriogen elektr mashinalarida, skanerlash tunnel mikroskoplarida, tibbiy NMR tomograflarida, zaryadlangan zarracha tezlatgichlarida ishlatiladi.
Xulosa
Geliy inert yoki asil gaz boʻlib, boshqa moddalar bilan oʻzaro taʼsirida past faollik koʻrsatadi. Kimyoviy elementlarning davriy tizimida u vodoroddan keyin ikkinchi o'rinda turadi. Tabiatda modda gazsimon holatda bo'ladi. Muayyan sharoitlarda u boshqa yig‘ish holatlariga o‘tishi mumkin.
Suyuq geliyning asosiy xususiyati uning ortiqcha suyuqligi va harorat mutlaq nolga yetgan taqdirda ham normal bosimda kristallanishga qodir emasligidir. Moddaning izotoplarining xossalari bir xil emas. Ularning tanqidiyharoratlar, ularning qaynash sharoitlari va zarrachalarining spinlari.
