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    氦3基本性質,一瓶氦氣多少錢

    2015-12-29 14:41:43

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    氦3(Helium-3),通常簡寫為He-3.同氦4一樣,它是氦的兩種穩定性同位素之一。在自然界的氦氣中,氦3所占的比例大約為10-7:1.由于是同位素,氦3和氦4在物理和化學性質上表現出較多的一致性。都是無色、無味、無毒、不燃燒的惰性氣體。但是原子結構的不同。使得它們的物理性質上存在很大的差異,尤其在低溫下的差異更加明顯。更加量子粒子的特性,一個氦4原子有兩個質子和兩個中子組成,即原子中的粒子數為4,所以氦4的核自旋為偶數,稱為玻色子;而氦3原子有兩個質子和一個中子組成,即包含的粒子數為3,所以氦3的核自旋為奇自旋,稱為是費米子。在接近絕對零度的低溫下,這兩種同位素都服從量子力學的原理,但兩者遵循的統計規律是不同的,氦4遵循的是玻色愛伊斯坦統計,在2.172K下發生玻色-愛因斯坦凝聚而轉變為超流態,而氦3遵循的是費米-狄拉克統計,在2.6Mk下才能發生類似超導體的BCS凝聚而轉變為超流態,這個溫度比氦4的入轉變溫度低了3個數量級。由于具有較低的束縛能,氦3在低溫下的蒸氣壓比氦4大許多,例如在1K 時,氦3的飽和蒸汽壓比氦480倍,在0.5K時兩者則相差近10000倍。氦3另外一個重要特性是有非零核磁矩,這使得氦3具有比氦4更大的自旋熵,從而在低溫下具有更大的熵值,例如在1K時,氦3的比熱容比氦440倍,在更低的溫度下相差更大。氦3的一些重要的熱力學性質匯總如下表。
     
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