第2章:工程材料的低温性能 要求:重点掌握氢和氦的特性 氢气H2 ◆①氢两种分子形态 ◆②氢液化装置中要用催化剂加速正一仲氢转化 人氦He ◆①相图,第二类相变 ◆②HeI的特殊现象
第2章：工程材料的低温性能 要求：重点掌握氢和氦的特性 氢气H2 ① 氢两种分子形态 ② 氢液化装置中要用催化剂加速正－仲氢转化 氦He ① 相图，第二类相变 ② HeII 的特殊现象
24低温液体的性质氢 氢气H2 1、基本性质: Y8无色无味、常压下沸点20.3K、密度 70.79kg/m3; 存在氢、氘、氚三种同素异形体,氘比 较少(氘要衰减)
2.4 低温液体的性质-氢 氢气H2 1、基本性质： 无色无味、常压下沸点20.3K、密度 70.79kg/m3； 存在氢、氘、氚三种同素异形体，氚比 较少(氚要衰减)
24低温液体的性质氢 氢气H2 ◆2、氢两种分子形态 正氢:0-H2,两个氢原子核自旋方向相同; 仲氢:pH2,两个氢原子核自旋方向相反;能级低 正仲氢比例随温度不同而不同,当温度降低时,正氢 会向仲氢转化,0→p转化。 人 H2 正氢 仲氢
氢气H2 2、氢两种分子形态 正氢：o-H2，两个氢原子核自旋方向相同； 仲氢：p-H2，两个氢原子核自旋方向相反；能级低 正仲氢比例随温度不同而不同，当温度降低时，正氢 会向仲氢转化，o→p转化。 2.4 低温液体的性质-氢
24低温液体的性质氢 氢气H2 ◆3、氢液化装置中要用催化剂加速 冷8正一仲氢转化 A①这种转换不是瞬间的,而是需要一定时 ②在转换过程中要释放出一定量的能量, 且放出的能量比液氢的汽化潜热要大
2.4 低温液体的性质-氢 氢气H2 3、氢液化装置中要用催化剂加速 正－仲氢转化 ①这种转换不是瞬间的，而是需要一定时 间； ②在转换过程中要释放出一定量的能量， 且放出的能量比液氢的汽化潜热要大
24低温液体的性质氦 氦He 1、基本性质 ◆无色无味、常压下沸点4,214K、密度 1248kgm3;汽化潜热20.9kJ/Kg A·H有两种同位素,H3和H,He中3含量 很少。 ◆He是自然界中最难液化的气体 He最高的转化温度(即P→0时):46K(He4);39K(He3) 只有当He温度低于转化温度时,节流才能产生冷效应
2.4 低温液体的性质-氦 氦He 1、基本性质 无色无味、常压下沸点4.214K、密度 124.8kg/m3；汽化潜热20.9kJ/kg。 He有两种同位素，He3和He4，He中He3含量 很少。 He是自然界中最难液化的气体 He最高的转化温度（即P→0时）：46K（He4）；39K（He3） 只有当He温度低于转化温度时，节流才能产生冷效应
24低温液体的性质氦 氦He 10000 100 2、相图 固态 25298 个区:蒸气区、液体区(液 氦I和液氨Ⅱ区)、固态区; 没有固、液、气三相点 液氦I 第二类相变:液氦有两种不同 临界点 的状态,HeI(常流体)和 液氮II 100 1HeIl(超流体)。两者之间的 分界线为λ线。He和He之 间的这种转变也称为第二类相 氮蒸气 01 变 ◆λ线与蒸汽压曲线相交的点称 λ点(2.172k 为λ点。该点温度是He的最 高温度,2.172K。即要达到 HeⅡ相,温度至少要降到 T/K 2.172K。 常压下不能固化
2.4 低温液体的性质 - 氦 氦He 2、相图 三个区：蒸气区、液体区（液 氦 I和液氦II区）、固态区； 没有固、液、气三相点 第二类相变：液氦有两种不同 的状态， HeI（常流体）和 HeII（超流体）。两者之间的 分界线为λ线 。 HeI 和HeII 之 间的这种转变也称为第二类相 变。 λ线与蒸汽压曲线相交的点称 为λ点。该点温度是HeII的最 高温度，2.172K。即要达到 HeII 相，温度至少要降到 2.172K 。 常压下不能固化
24低温液体的性质氦 氦He 3、HeⅡ的特殊现象 8◆导热系数非常大,热阻很小 人→超流体,粘度很小,衍生的现象:“喷 泉现象”“爬行膜” ◆第二声现象:由温度波或温度的局部振 荡构成。λ点的第二声速为零;绝对零 度时第二声速达239m/s
氦He 3、HeII的特殊现象 导热系数非常大，热阻很小； 超流体，粘度很小，衍生的现象：“喷 泉现象”“爬行膜” 第二声现象：由温度波或温度的局部振 荡构成。λ点的第二声速为零；绝对零 度时第二声速达239m/s。 2.4 低温液体的性质-氦