Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 19. 10 maj 1947 - Flytande helium, av Jacob Kistemaker
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
2 A maj 1947
415
Hittills har man icke funnit några
experimentella fakta, som kunna förklara A-språnget i det
specifika värmet. Det tycks emellertid vara
säkert att man icke har att göra med en
omvandling av första ordningen (såsom exempelvis
omvandlingen is—vatten), eftersom
omvandlingsvärmet säkert är lägre än 0,1 cal/mol.
Anomala effekter, typiska för He II.
Rollin-skiktet
Denna effekt upptäcktes 1936 av Rollin. 1
korthet består den i att flytande He II rinner
ut ur ett kärl, över dess väggar, fullständigt
oberoende av tyngdlagarna, om blott väggarnas
temperatur understiger 2,17°K. Det förefaller
som om ett mycket tjockt kapillärt skikt av
He II skulle täcka väggarna och bortleda
vätskan ur kärlet som genom en hävert. Detta
är emellertid endast fallet om vätskan står högre
i kärlet än utanför. Om motsatsen är fallet, flyter
vätskan in i kärlet. Lyfter man kärlet ur
helium-badet, ser man, att det bildas droppar i den
lägsta punkten av kärlets yttersida, vilket bevisar,
att man verkligen har att göra med en väggeffekt
och inte med vanlig avdunstning.
Om man mäter den mängd vätska, som per
tidsenhet rinner ut, räknat per cm av den minsta
omkrets den har att passera, finner man att
denna mängd är konstant. Dessutom är den
fullständigt oberoende av nivåskillnaden mellan
ytorna i och utanför kärlet. Man kan förstå detta om
man antar en viss kritisk hastighet, som det
transporterande skiktet icke kan överskrida.
Denna kritiska hastighet vc sammanhänger med
skiktets tjocklek genom sambandet
Det adsorberade gasskiktet
Under de senaste åren ha vi i Leiden undersökt
bildandet av gasskikt genom ren adsorption
även omättad gas på en glasyta. Vi kunde visa. att
adsorptionen skedde till en tjocklek av 10—0 cm
eller 30 atomskikt. Om man jämför detta värde
med adsorptionen av neon eller andra gaser, så
synes del vara extremt högt, då det högsta värde,
som hittills funnits, är ungefär 3 atomskikt. Det
är också möjligt att räkna ut, att väggens
bindningsenergi ej räcker till att binda atomer på
större avstånd än tre atomdiametrar, om
temperaturen är 10°K eller högre. Sedan bli de
kinetiska hastigheterna för stora. Ehuru en något
större adsorption kan väntas vid 2°K synes intet
skäl föreligga för att mer än 6 skikt skulle
adsor-beras. Det är därför sannolikt, att
värmeinnehållet hos heliumskiktet är mycket lågt, och
eftersom den kinetiska energin då är mycket
liten, så skulle heliumatomerna kunna hållas kvar
av sina egna van der Waals-krafter.
Då tjockleken hos detta adsorberade skikt är
mindre än tjockleken hos Rollin-skiktet, ser det
ut som om både kapilläreffekten och
adsorp-tionseffekten skulle vara av betydelse för
Rollinskiktets bildande.
Viskositet
Som bekant finns det två metoder att mäta
viskositeten, nämligen metoden med svängande
skiva och utrinningsmetoden. Vid den
förstnämnda beräknas viskositeten ur det logaritmiska
dekrementet för svängningen, vid den andra metoden
ur den vätskemängd, som per sekund passerar
genom röret. Särskilt vid utrinningsmetoden är
det alltid risk att Reynolds tal skall bli för högt
Uc ’ d= konst.
Daunt och Mendelssohn lyckades (1939) mäta
skiktets tjocklek genom att låta en viss känd
kvantitet av vätskan flyta på en obetäckt yta av
känd storlek. De funno en tjocklek av omkring
3 ’ 10 ’8 cm, vilket svarar mot ungefär 100
atomskikt. Härav följer, att den kritiska hastigheten
måste vara ungefär 20 cm/s. Detta är alltså
hastigheten hos vätskan, som rinner ut ur kärlet
över väggen. Det kan vara av intresse att notera,
att det uppmätta värdet på produkten m ■ vc- d
är ungefär lika med —, vilket möjligen visar på
2 71
ett nära samband med Heisenbergs
obestämdhetsrelation. Det verkar emellertid egendomligt,
att obestämdheten i rörelseenergi skulle vara
vinkelrät mot obestämdheten i läge, dvs. mot skiktets
tjocklek.
Nu uppstår frågan om det är möjligt att bilda
skiktet utan närvaro av en stor mängd flytande
helium. Är det en kapillär effekt eller är det en
adsorptionseffekt?
-2
• v = 4,38 -x 10 cm
2rO K
Temperatur
-{- y = 1,62 x f0~5 cm
o d - 3,9 x 10 Cm
o v = 1,53 x 1Ö~cm
o v= 5,0 xlO~Scm X 1,2 x10~5cm
d (log V)
Fig. 3. Förhållandet j (|Qg p\ som funktion av
temperaturen vid strömning genom kapillärrör med olika diametei
men samma längd.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
