Ciekły hel - hel pierwiastkowy w stanie ciekłym .

Hel występuje w stanie ciekłym tylko w bardzo niskich temperaturach . Temperatura wrzenia i punkt krytyczny zależą od składu izotopowego (patrz tabela poniżej). Gęstość ciekłego helu przy ciśnieniu 1 atm wynosi w przybliżeniu 0,125 g/cm³.

Izotop helu ⁴He po raz pierwszy skroplił Kamerlingh Onnes 10 lipca 1908 roku. Ciekły ⁴He jest stosowany w kriogenice ; jest używany do chłodzenia nadprzewodzących magnesów stosowanych w spektroskopii MRI i NMR , a także w akceleratorach cząstek naładowanych w celu zmiany kierunku ich ruchu.

Temperatura skraplania helu jest bardzo niska ze względu na małą masę atomową tego pierwiastka oraz słabe oddziaływania międzycząsteczkowe , wynikające z pełnego obsadzenia powłoki walencyjnej elektronami , podobnie jak w przypadku innych gazów szlachetnych . Mała masa atomowa powoduje, że energia kwantowych drgań zerowych wokół położenia równowagi osiąga relatywnie znaczne wartości. Energia ta wzrasta wraz z upakowaniem przestrzennym atomów helu, zatem faza stała jest nietrwała w stosunku do cieczy. Pod ciśnieniem atmosferycznym hel pozostałby ciekły nawet w temperaturze zera bezwzględnego . W wystarczająco niskiej temperaturze, zarówno ³He jak i ⁴He przechodzą w stan nadciekły (zobacz tabelę poniżej). Wyraźne efekty kwantowe powodują również bardzo niewielką różnicę między temperaturą wrzenia a temperaturą krytyczną.

Ciekły ³He i ⁴He nie są całkowicie rozdzielone w temperaturze 0,9 K (-272 °C) pod ciśnieniem pary nasyconej . Poniżej tej temperatury mieszanina podlega rozdzieleniu na dwa izotopy , w której ³He jest w stanie ciekłym, a ⁴He w stanie nadciekłym (dzieje się tak, ponieważ może zajść spadek entalpii powodujący rozdział). W niskiej temperaturze, ⁴He zawiera nieco ponad 6% ³He, które można rozdzielić przy pomocy specjalnego urządzenia, które może osiągnąć temperaturę rzędu kilku mK powyżej zera bezwzględnego .

Zobacz też

• ciekły azot
• ciekły tlen