Аматорский клуб криофизиков ЭФФЕКТ Плюс

Гелиевый" лед имеет уникальную особенность - он может плавиться, если его нагреть или уменьшить давление, под которым он находится, но испаряться, как все другие, в принципе не может. Это видно по его фазовой диаграмме, представленной на рис. 7.7, А. На рис. 7.7, 6 дана диаграмма для обычной жидкости, аналогичная той, которая была показана на рис. 2.7.

Видно, что гелиевая диаграмма как бы ограничена частью обычной диаграммы, отделенной штриховыми линиями; для гелия область, лежащая под ней, не существует.

Другие загадки жидкого гелия так или иначе связаны с явлениями, которые происходят, когда при охлаждении он переходит линию Ab (рис. 7.7, а). При давлении 0,1 МПа это соответствует температуре около 2,19 К. Еще в 1911 г. Камерлинг-Оннес заметил, что вязкость гелия проходит в этой точке через максимум, а в 1924 г. он, проведя точные измерения, заметил, что зависимость теплоемкости от температуры носит такой же характер, но имеет в этой точке острый пик, напоминающий по форме греческую букву л. Более подробно исследовал это явление уже в 1930 г. X. Кеезом совместно с Р. Клузисом. Х. Кеезом и ввел термин "температура л-точки" (или просто "л-точка").

В первой половине 30-х годов стало очевидно, что ниже этой точки с гелием, который при всех своих особенностях все же до нее вел себя как "добропорядочная жидкость", начинаются непонятные и странные вещи; он настолько меняет свойства, что совершенно преображается. Поэтому гелий в состоянии, когда его температура ниже Тл, был назван "гелием II", а при Т>Тл - "гелием I". Все силы исследователей сосредоточились на Не II. Открытия появлялись одно за другим, благо жидкий гелий к этому времени был уже в достаточном количестве не только в Лейдене, но и в Торонто (Канада), Берлине, Бреслау (в настоящее время Вроцлав), Кембридже, а также Харькове (ФТИ) и Москве (ИФП).

Если говорить об особенностях Не II, то нужно, по-видимому, сначала вернуться к тому его свойству, которое тоже заметил еще Камерлинг-Оннес. При температуре выше 2,19 К гелий кипит так же, как и любая другая жидкость, с образованием пузырьков пара, всплывающих на поверхность. Ниже К -точки гелий ведет себя как "мертвая вода" в сказке: никаких пузырьков не образуется, и поверхность жидкости остается гладкой и неподвижной. Объяснить это удалось позже, когда были обнаружены и другие свойства гелия II, не столь очевидные.