1. Svaga interatomiska krafter:
* Heliumatomer är mycket små och har en mycket svag attraktion för varandra. Detta beror på deras elektronkonfiguration med sluten skal, vilket gör dem mycket stabila.
* Dessa svaga krafter, kända som van der Waals -styrkor, är ansvariga för att hålla molekyler ihop i vätskor och fasta ämnen.
2. Hög kinetisk energi:
* Vid rumstemperatur har heliumatomer en hög kinetisk energi. Detta innebär att de rör sig mycket snabbt och kolliderar ständigt med varandra.
* De svaga interatomiska krafterna är inte tillräckligt starka för att övervinna denna kinetiska energi och hålla atomerna ihop i ett flytande tillstånd.
3. Kritisk temperatur och tryck:
* För alla ämnen att kondensera måste den kylas under dess kritiska temperatur. Vid denna temperatur är atomernas kinetiska energi låg nog för att de svaga interatomiska krafterna ska övervinna.
* Helium har en exceptionellt låg kritisk temperatur på 5,2K. Detta innebär att den måste kylas ner till nästan absolut noll (0 kelvin) för de svaga interatomiska krafterna för att övervinna atomernas kinetiska energi.
4. Kondens vid 4K:
* När helium kyls under sin kritiska temperatur på 5,2k börjar den kondensera till ett flytande tillstånd.
* Vid 4K är den kinetiska energin från heliumatomerna tillräckligt låg för att de svaga interatomiska krafterna ska hålla dem ihop i en vätska.
* Ytterligare kylning till 2,17K omvandlar flytande helium till en överfel, där den uppvisar häpnadsväckande egenskaper som nollviskositet.
Sammanfattningsvis:
Heliums låga kritiska temperatur och svaga interatomiska krafter innebär att det kräver extremt låga temperaturer för att övervinna den kinetiska energin i dess atomer och kondensera till en vätska. Detta unika beteende gör helium till en utmärkt kryogen vätska för applikationer som superledningsforskning och MR -maskiner.
