Курсовая работа: Гелий-3 физические свойства. Криостаты растворения. Методы получения высоких давлений. Манометры.

Оглавление

1. Основные физические свойства Гелия - 3............................................... 3

2. Физические свойства газообразного Гелия-3.......................................... 3

3. Физические свойства жидкого Гелия-3................................................... 3

4. Фазовая T-x диаграмма раствора He3/He4.............................................. 5

5. Криостат растворения............................................................................ 5

6. Методы получения высоких давлений.................................................... 8

7. Гидравлический пресс........................................................................... 9

8. Гидравлический мультипликатор давления.......................................... 10

9. Гидростатическая камера давлений...................................................... 11

10. Электрогидравлический эффект........................................................ 12

11. Камера с алмазными наковальнями................................................... 14

12. Манометры...................................................................................... 15

13. Библиографический список............................................................... 17









































2

• Основные физические свойства Гелия - 3.

Гелий-3 – стабильный изотоп гелия.

Ядро гелия-3 состоит из двух протонов и одного нейтрона, в отличие от более тяжёлого другого стабильного изотопа — гелия-4, имеющего в составе два протона и два нейтрона.

Атомная масса гелия-3 равна 3,016 (у гелия-4 она равна 4,0026). Гелий-3 кипит при 3,19 К (гелий-4 — при 4,23 К). Критическая точка равна 3,35 К (у гелия-4

— 5,19 К). Электронная конфигурация 1S2.

• Физические свойства газообразного Гелия-3

Газообразный гелий-3 при нормальных условиях (T = 273,15 K = 0 °C,

• = 101 325 Па) имеет плотность 0,1346 кг/м^3. (у гелия-4 0,17847 кг/м³)

• Физические свойства жидкого Гелия-3

• Плотность жидкого гелия-3 при температуре кипения и нормальном давлении равна 59 г/л, тогда как у гелия-4 она равна 124,73 г/л

• Удельная теплота испарения равна 26 Дж/моль (у гелия-4 — 82,9 Дж/моль).

• Жидкий гелий-3 – это квантовая ферми-жидкость, так как его атомы являются фермионами, частицами с полуцелым спином, и подчиняются статистике Ферми-Дирака (Гелий - 4 это бозе-жидкость, атомы обладают целым спином и подчиняются статистике Бозе-Эйнштейна)

• Фазовый переход в сверхтекучее состояние при температурах ниже 2,6 мК и при давлении 34 атм (2,17 K для гелия-4)

• Ниже 0,3 К при адиабатическом сжатии жидкий гелий охлаждается, причем с увеличением сжатия охлаждение продолжается, пока жидкая фаза не превратится в твёрдую. Это объясняется значительным

вкладом ядерного магнетизма гелия-3 в его энтальпию.

3