Лямбда-точка

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Лямбда-переход в жидком гелии: поведение удельной теплоёмкости при низких температурах

Лямбда-точкатемпература (около 2,17 K), ниже которой жидкий гелий (гелий I), переходит в состояние сверхтекучести (гелий II).

Если быть более точным, существуют нижняя лямбда-точка (при 2,172 K и 0,0497 атм) и верхняя лямбда-точка (при 1,76 K и 29,8 атм).

Название происходит от специфического очертания графика удельной теплоёмкости как функции температуры (при постоянном давлении), напоминающее букву греческого алфавита λ. Удельная теплоёмкость имеет ярко выраженный пик по мере приближения температуры к лямбда-точке.

Ранние экспериментальные исследования теплоемкости[1] привели к гипотезе, что она имеет логарифмическую особенность в лямбда-точке, и в частности стремится там в бесконечность. Более точные эксперименты[2][3] опровергли эту гипотезу, которую к сожалению еще можно встретить в университетских учебниках.[4] В настоящее время надежно установлено,[5] что поведение теплоемкости вблизи лямбда-точки описывается формулой , где есть приведенная температура, температура лямбда-точки, константы принимающие различные значения выше и ниже точки перехода, а критический индекс. Так как этот индекс имеет отрицательное значение для перехода в сверхтекучее состояние, теплоемкость в лямбда-точке имеет конечные (хотя и большие) пределы при приближении с низких и высоких температур .[6]


Примечания[править | править код]

  1. C. Buckingham and W.H. Fairbank. The Nature of the Lambda-Transition in Liquid Helium // Progress in Low Temperature Physics, vol. 3. — Amsterdam: North-Holland, 1961.
  2. Guenther Ahlers. Heat Capacity at Constant Pressure near the Superfluid Transition in He 4 (англ.) // Physical Review Letters. — 1969-09-01. — Vol. 23, iss. 9. — P. 464—468. — ISSN 0031-9007. — doi:10.1103/PhysRevLett.23.464.
  3. K. H. Mueller, Guenter Ahlers, F. Pobell. Thermal expansion coefficient, scaling, and universality near the superfluid transition of He 4 under pressure (англ.) // Physical Review B. — 1976-09-01. — Vol. 14, iss. 5. — P. 2096—2118. — ISSN 0556-2805. — doi:10.1103/PhysRevB.14.2096.
  4. Квасников И.А. Термодинамика и статистическая физика. Том 1: Теория равновесных систем: Термодинамика. Учебное пособие. — Изд. 2-е, сущ. перераб. и доп.. — Москва: Едиториал УРСС, 2002. — С. 119. — 240 с. — ISBN 5-354-00077-7.
  5. Lipa, J.A.; Swanson, D. R.; Nissen, J. A.; Chui, T. C. P.; Israelsson, U. E. Heat Capacity and Thermal Relaxation of Bulk Helium very near the Lambda Point (англ.) // Physical Review Letters : journal. — 1996. — Vol. 76, no. 6. — P. 944—947. — doi:10.1103/PhysRevLett.76.944. — Bibcode1996PhRvL..76..944L. — PMID 10061591.
  6. Теплоемкость обращается в бесконечность только для фазовых переходах второго рода с положительным индексом . Например, это просиходит в критической точке жидкость-пар, которая имеет изинговские критические индексы.