Helio a 0 K

[Inductenio]

Hola, como algunos sabréis, el helio es el único elemento que a presión atmosférica y a 0 grado kelin es todavía liquido. No es sólido. O por lo menos, eso he leído.

Esto me llama la atención, ya que a 0 K la energía cinética de los átomos debería ser prácticamente nula. Me gustaría saber si alguno había oído esto antes.

También me gustaría, que si alguno lo sabe, me dijese en qué se basa esta teoría, ya que demostrarlo experimentalmente es imposible dado que es termodinámicamente imposible alcanzar el 0 absoluto.

Saludos.

[Einstencito]

Te diré lo que sé, y lo que he sacado de lo que he leído porque me has despertado la curiosidad...

0 KELVIN = -273.15ºC

Datos sacados (F.D.S. Air liquide).

HIDRÓGENO: número atómico 1
Punto de fusión [°C] : -259
Punto de ebullición [°C] : -253
Temperatura crítica [°C] : -240

HELIO: número atómico 2
Punto de fusión [°C] : Inaplicable.
Punto de ebullición [°C] : -269
Temperatura crítica [°C] : -268

NEÓN: número atómico 10
Punto de fusión [°C] : -249
Punto de ebullición [°C] : -246
Temperatura crítica [°C] : -229

ARGÓN: número atómico 18
Punto de fusión [°C] : -189
Punto de ebullición [°C] : -186
Temperatura crítica [°C] : -122

CRIPTÓN: número atómico 36
Punto de fusión [°C] : -157,2
Punto de ebullición [°C] : -153
Temperatura crítica [°C] : -63,8

XENÓN: número atómico 54
Punto de fusión [°C] : -112
Punto de ebullición [°C] : -108
Temperatura crítica [°C] : 16,6

Observamos que la periodicidad se cumple, cuando más arriba en la tabla períodica más bajo punto de ebullición y de fusión. Parece ser que el helio, por el hecho de ser gas noble (no reaccionar prácticamente con ningún elemento) y tener el más bajo número atómico esta casualidad, hace del helio, un elemento con un punto de fusión más bajo que -269ºC (muy próximo al 0 absoluto(-273.15ºC)).

Eso lo pondría como conclusión dado que el hidrógeno tiene un punto de fusión superior al helio.

F.D.S. Air Liquide:

HIDRÓGENO: http://www.es.airliquide.com/file/other ... drogeno%20(067a-137757.pdf
HELIO: http://www.es.airliquide.com/file/other ... o25455.pdf
ARGÓN: http://www.es.airliquide.com/file/other ... )41485.pdf
CRIPTÓN: http://www.es.airliquide.com/file/other ... n25420.pdf
XENÓN: http://www.es.airliquide.com/file/other ... n39902.pdf

Inductenio, con esto de que es líquido al 0 absoluto, parece que estás en lo cierto.

Veo que me fallan los enlaces que he dejado, mañana trataré de solucionar el problema, ¿a vosotros os sucede lo mismo?


Saludos, Einstencito

[sartie]

Eso yo no lo sabía, en principio a temperatura cero la entropía del sistema es tambien cero, pero esto es en la practica imposible de alcanzar pues necesitarías infinitos procesos reversibles para poder alcanzar el cero absoluto. En cambio, si la velocidad de enfriamiento es alta, los sistemas no avanzan por curvas reversibles, lo cual crea defectos que tienden a aumentar la entropía.
El echo de que el Helio permanezca en estado líquido a tan bajas temperaturas es debido a que es el gas noble mas ligero y por tanto le es más dificil formar estructuras sólidas.
Por otra parte la suma de su espín nuclear junto con su espín electrónico convierten al Helio4 en un superfluido bajo ciertas condiciones.

[Luis Arturo]

muy interesante pero que viscosidad tendrá ese liquido, supongo que una viscosidad suficiente para ni siquiera fluir, tal y como el vidrio que sigue siendo liquido a t.p.n.

[sartie]

muy interesante pero que viscosidad tendrá ese liquido, supongo que una viscosidad suficiente para ni siquiera fluir, tal y como el vidrio que sigue siendo liquido a t.p.n.

No pues por debajo de 4.2K el Helio es superfluido por tanto tiene viscosidad estrictamente 0.

[Einstencito]

Esto se va poniendo cada vez más interesante... Alguien no podría proporcionarnos más datos? el profesor, Amalitus, tal vez. Anímate Amalitus I que seguro que sabes algo, y a ti también te lo digo duri...

Saludos, Einstencito

[juampe]

Ese fenómeno es debido a que el helio es un bosón (spín entero) por lo que sigue la estadística bose-einstein. En este estado no hay diferenciación alguna entre cada átomos de helio (entropía cero en el caso que has puesto) y se encuentrá en el menor estado posible de energía.


Einsteincito: las propiedades periódicas que has puesto son debidas a la forma de las "moleculas" (átomos en este caso) de los gases nobles -esféricas-,y la cantidad de electrones presentes en dichas "moléculas".Los datos que has puesto son debidos a las fuerzas de dispersión de London,fenómeno muy diferente al que "da" la superfluided al helio.

[Inductenio]

Sin embargo, a 30 atmósferas podemos pasar directamente del helio líquido al sólido.
Ver diagrama de fases:
http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/si ... 04_108.gif


Os recomiendo la página siguiente, es muy interesante, y habla sobre este tema.

http://images.google.es/imgres?imgurl=h ... s%3Disch:1


Saludos

[laboratoriox]

Al escalar por las paredes, el helio forma una fina capa, de treinta nanómetros de grosor, llamada película de Rollin, por Bernard V. Rollin, uno de los primeros en estudiarla. La superación de obstáculos a través de la capacitación de estas capas, es famosa como efecto Onnes, por kammerling Onnes. Lo sorprendente de este fenómeno es que el fluido es capaz de ascender por capilaridad, venciendo la fuerza de la gravedad, mas sin que exista un pilífero real. Esto hace que sea muy bastante difícil confinar el helio II ya que, además de esto, puede escapar por prácticamente cualquier poro del material, debido a su pequeño diámetro atómico.
Comportamiento a temperaturas ultrabajas Ciertas de las propiedades más destacables del helio 4 se dan a temperaturas todavía más bajas que la del punto lambda, del orden de los milikelvin. Al revés de lo que sucede con cualquier otro elemento, el helio no se coagula a esas temperaturas (que podemos estimar ciertamente como cero), sino continúa fluido.
Es preciso elevar la presión hasta, al menos, veinticinco atmosferas, para que, sosteniendo la temperatura cerca de 0 k el helio pase al estado sólido. Esto se logró por primera vez en mil novecientos veinticinco, por una parte de un pupilo de kammerling Onnes. No obstante, ni siquiera en esta situación se comporta como un sólido normal. Es esencial apuntar, ya antes de nada, que
las propiedades de esta fase del helio (como ocurre, por otra parte, con la mayor parte de substancias a tan baja temperatura) no han podido ser establecidas de forma terminante, debido primordialmente a la complejidad inherente a trabajar con presiones tan altas cerca del cero absoluto. Una de las primordiales y más notables peculiaridades del helio sólido es que, en gran medida, se comporta como un superfluido. Esto, que a priori semeja carente de sentido, es lo que nos deja calificarlo como “supersólido”, y ha traído de cabeza a los físicos desde el instante en que se descubrió este comportamiento.
Al hacer virar un sólido corriente, el conjunto de sus constituyentes se mueven solidariamente, virando en torno al eje y sosteniendo la distancia entre ellos. Sin embargo, si hacemos virar heliosólido, una fracción de las partículas no se va a mover.
A través de un montaje para medir la inercia rotacional del helio podemos revisar que, cuanto más helio coagulemos, menor va a ser esta inercia. Las implicaciones de los ensayos que se describen en el parágrafo precedente son asombrosas: tenemos 2 substancias, la situación de cuyas partículas está fijada en el espacio, que pasan una a través de la otra, sin que se resienta su integridad. Como se ha dicho al presentar esta sección, a día de el día de hoy no es posible explicar satisfactoriamente estas propiedades.
Y yo me pregunto como actuarían unos globos de helio tipo estos https://www.comprarhelio.com/globos-de-helio bajo estas condiciones, sería para verlo