El helio como se relaciona con la termodinámica, en que situación podría estar este para hacer uso de la termodinámica?
Respuestas
Respuesta:
El helio se relaciona con la termodinámica cuando se expone a diferentes temperaturas como:
-Helio I, entre 4.22 y 2.18 K (punto lambda)
-Helio II, por debajo de 2.18 K
Explicación:
El helio 4 es un gas a temperatura y presión normales, estado que mantiene hasta aproximadamente los 4.22 K (punto de ebullición a 1 atmósfera de presión). Por debajo de esa temperatura el helio 4 es líquido. Se pueden distinguir dos fases dentro de ese líquido:
-Helio I, entre 4.22 y 2.18 K (punto lambda)
-Helio II, por debajo de 2.18 K
Una vez que alcanza el punto de ebullición, el helio pasa a la fase helio I, caracterizada por su pequeñísimo índice de refracción (1.026, más propio de un gas que de un líquido), escasa densidad (0.145 g/ml) y pequeña viscosidad.
Si seguimos reduciendo la temperatura, alcanzamos el punto lambda, 2.18 K. El helio I pasa a ser helio II, en una transición de fase sin ebullición. Esto se debe a la altísima conductividad térmica de esta sustancia: cualquier calentamiento, antes de provocar un gradiente de temperatura, hace que el líquido se convierta casi instantáneamente en gas.
Esta conductividad térmica, que es cientos de veces la del cobre (que, se caracteriza, precisamente, por sus altas conductividades eléctrica y térmica) y millones de veces la de la fase I del propio helio (que ya era alta de por sí), se debe a que el calor se propaga dentro del helio II como una onda, que se mueve a una velocidad del orden de 20 m/s.
A diferencia de otros materiales conductores, en los cuales el calor se transmite debido a que hay una banda de electrones libres, en el helio –que carece de dicha banda-, la transmisión se realiza por un mecanismo cuántico, y la conductividad solo depende de la viscosidad.