Welches Material hat den niedrigsten Gefrierpunkt?
Das Material mit dem niedrigsten Gefrierpunkt ist Helium. Unter typischen Drücken friert es überhaupt nicht ein, selbst bei Temperaturen, die sich absolut Null nähern. Die Gründe, warum die Quantenmechanik diktiert werden: Die Nullpunktenergie eines Heliumsystems ist zu groß, um das Einfrieren zu ermöglichen. Die Nullpunktenergie ist die minimale Energie, die ein Teilchen oder ein System immer hat, egal was passiert. Helium ist die einzige Substanz, die unter Umgebungsdruck keinen Gefrierpunkt hat, unabhängig von der Temperatur.
Ein Gefrierpunkt für Helium besteht nur unter mindestens 25 Druckatmosphären und einer Temperatur von 1,15 K. Diese Bedingungen wurden durch Verdunstungskühlung in einem Labor erzeugt. Das Ergebnis ist ein farbloser, hochkompressibler Feststoff, der praktisch unsichtbar ist. Solid Helium ist so schwer zu erkennen, dass Styroporschichten verwendet werden, um zu erkennen, wo es ist. Die Dichte des festen Heliums selbst ist nur 66 -mal höher als Luft. Im Vergleich dazu ist Wasser 1000 -mal dichter als aIr. Zu seiner Überraschung führte die weitere Kühlung nicht dazu, dass es seinen Gefrierpunkt erreichte. Erst 18 Jahre später, 1926, konnte sein Student Williem Keesom Helium durch Abkühlen in einer Druckkammer festigen. Heute ist die Verflüssigung von Helium ein wichtiger Schritt, um sie aus der Erde zu extrahieren und zu speichern.
flüssiges Helium wird häufig als kryogenes Kühlmittel verwendet, wenn flüssiger Stickstoff nicht ausreicht. Es muss unter kontinuierlichem Hochdruck und niedrigen Temperaturen gehalten werden, andernfalls dehnt es sich schnell aus und übergeht zu einem Gas. Solid Helium hat keine praktischen Anwendungen außerhalb der wissenschaftlichen Forschung.
Einige der ungewöhnlichsten Eigenschaften von Helium können bei Temperaturen nahe an absoluter Null überredet werden. Bei solchen Temperaturen verhält sich Helium als Superfluid, MeaDas Ning von es fließt ohne messbare Viskosität. Es hat auch die Tendenz, die Wände eines Behälters zu kriechen, in dem es gehalten wird.