-rasm. Geliyning holat diagrammmasi

|
-rasm. Geliyning holat diagrammmasi
|
bet | 66/119 | Sana | 14.06.2024 | Hajmi | 4,04 Mb. | | #263652 | Turi | Учебник |
Bog'liq 21558 2 CDEAD1DE360DB13C9B7A03EFD7ECBD40E7F94F1F 6.1-rasm. Geliyning holat diagrammmasi.
1-egri chiziq bug’ hosil bo’lish egri chizig’idir. 2-egri chiziq esa NM- nuqtalar chizig’idir. Bu chiziq He I-Не II o’tishda bosim ortganida temperaturaning qanday o’zgarishini ko’rsatadi. Nihoyat 3-egri chiziq - erish egri chizig’idir. Bu barcha egri chiziqlar diagrammani to’rt qismga: gazsimon geliyning mavjudlik sohasi, suyuq He I sohasi, suyuq He II va nihoyat geliy sohalariga bo’ladi. Diagrammadan suyuq He II ning sohasi absolut nolgacha borishi ko’rinib turibdi. Bu absolut nolda geliyning barqaror holati suyuq holat ekanini ko’rsatadi. Qattiq geliy esa, diagrammadan ko’rinib turganidek, faqat katta bosim ostida hosil qilinishi mumkin, hatto absolut nolda ham bu bosim 25 atm dan kam bo’lmasligi kerak. Bunda temperatura qancha yuqori bo’lsa, geliyning kristallanishi uchun
shuncha katta bosim kerak bo’ladi. Masalan, 50 К da geliy 7000 atm da.
Erish egri chizig’i qattik geliyning suyuq He I (N-nuqtalar chizig’idan o’ngda) va suyuq He II (chiziqd an chapda) bilan muvozanat egri chizig’idir. Bug’ hosil bo’lish egri chizig’i ham gazsimon geliyning bu chiziqdan chap va o’ng tomondagi suyuq geliyning mos fazalari bilan muvozanat egri chizig’idir. Biroq nuqtalar egri chizig’i har ikkala suyuq faza uchun muvozanat egri chizig’i bo’la olmaydi. Geliy holat diagrammasining eng qiziq xususiyati qattiq va gazsimon fazalar orasida muvozanat chizig’ini yo’qligidir. Bundan har qanday sharoitda ham qattiq geliy o’zining bug’lari bilan muvozanat bo’la olmaydi degan ma’no kelib chiqadi. Qattiq geliy ustida faqat suyuq He I va He II bo’lishi kerak, biroq gazsimon geliy bo’la olmaydi. Demak, geliy haydash mumkin bo’lmagan modda ekan.
Geliyning bu barcha xususiyatlari, jumladan uning absolut nolda ham suyuq holda qolishi, faqat kvant nazariyasi asosida tushuntirilishi mumkin; geliy kvant mexanikasi nazariyasidan kelib chiqadigan effektlar makroskopik xossalarda namoyon bo’ladigan tabiatdagi yagona moddadir.
Gap shundaki, kvant nazariyasiga, ko’ra, absolut nolda zarralarning energiyasi nolga teng emas, holbuki moddaning klassik kinetik nazariyasiga ko’ra u nolga teng. Absolut nolda zarralar nolinchi energiyaga ega bo’ladi, bu energiya atomlarning massasi qancha kichik bo’lsa, shuncha kichik bo’ladi. Shuning uchun nolinchi energiyaga ega bo’ladi. Ikkinchi tomondan, geliy atomlarining tuzilish xususiyatlariga ko’ra geliy atomlari orasidagi o’zaro ta’sir kuchlari (boshqa inert gazlardagi singari) juda kichik. Shuning uchun, atomlar orasidagi kichik o’zaro ta’sir kuchlarida nolinchi energiya geliy atomlarining muntazam tartibda joylashishiga, ya’ni kristall panjara hosil qilishiga to’sqinlik qilish uchun yetarli bo’ladi. Faqat tashqi bosim ta’siridagina atomlarni ular kristall hosil qiladigan darajada yaqinlashtirish mumkin bo’ladi.
Geliyning o’ziga xos xususiyati shundaki, past temperaturalarda uning tabiatini issiqlik harakatlari energiyasi emas, balki nolinchi energiya belgilaydi. Vodorod atomining massasi yana ham kichik bo’lgani uchun unda nolinchi
energiya yana ham katta rol o’ynashi kerak. Haqiqatdan ham, vodorod
atomlarining nolinchi energiyasi geliynikidan katta. Biroq hozirgina ko’rganimizdek, nolinchi energiya bilan zarralarning o’zaro ta’sir energiyasi orasidagi nisbat hal qiluvchi rol o’ynaydi. Zarralaming o’zaro ta’sir energiyasi esa vodorod atomlarida geliy atomlaridan ko’ra ko’proq bo’ladi. Miqdoriy baholash shuni ko’rsatadiki, qattiq vodorodda nolinchi energiya to’la energiyaning yarmiga teng, geliy da esa uning ulushi 80 % ga yetadi. Geliyning suyulish temperaturasining past bo’lishi va odatdagi sharoitlarda uning kristallanmasligining sababi shu hol bilan tushuntiriladi. Nolinchi energiya geliyning yengil 3He izotopida yana ham katta rol o’ynaydi. Unda nolinchi energiya to’la energiyaning 95% ini tashkil qiladi. Shuning uchun 3He ning suyulish temperaturasi (normal bosimda) yana past bo’ladi (u 3,2 K ga teng, odatdagi geliyda esa 4,2 K ga teng zid). 3He ning kristallanishi uchun 4He ga qaraganda yana ham katta bosim kerak bo’ladi, absolut nolda bu bosim 29 atm. dan ortiq bo’ladi.
|
| |