Skip to main content

วัสดุใดที่มีจุดเยือกแข็งต่ำสุด?

วัสดุที่มีจุดเยือกแข็งต่ำสุดคือฮีเลียมภายใต้แรงกดดันทั่วไปมันไม่ได้หยุดเลยแม้แต่ที่อุณหภูมิใกล้เคียงกับศูนย์สัมบูรณ์เหตุผลที่ถูกกำหนดโดยกลศาสตร์ควอนตัม: พลังงานจุดศูนย์ของระบบฮีเลียมนั้นดีเกินไปที่จะอนุญาตให้แช่แข็งพลังงานจุดศูนย์คือพลังงานขั้นต่ำที่อนุภาคหรือระบบมีอยู่เสมอไม่ว่าจะเกิดอะไรขึ้นฮีเลียมเป็นสารเดียวที่ไม่มีจุดเยือกแข็งภายใต้ความดันโดยรอบไม่ว่าอุณหภูมิจะเป็นอย่างไรห้องปฏิบัติการผ่านการระบายความร้อนแบบระเหยผลที่ได้คือของแข็งที่ไม่มีสีและบีบอัดสูงซึ่งมองไม่เห็นในทางปฏิบัติฮีเลียมที่เป็นของแข็งนั้นยากที่จะเห็นว่าชั้นของโฟมนั้นใช้เพื่อบอกว่ามันอยู่ที่ไหนความหนาแน่นของฮีเลียมที่เป็นของแข็งนั้นสูงกว่าอากาศเพียง 66 เท่าจากการเปรียบเทียบน้ำมีความหนาแน่นสูงกว่าอากาศ 1,000 เท่า

ฮีเลียมเป็นของเหลวแรกในปี 1908 โดยนักฟิสิกส์ชาวดัตช์ Heike Onnes ซึ่งทำให้เย็นลงถึง 1 องศาเคลวินความประหลาดใจของเขามากการระบายความร้อนต่อไปไม่ได้ทำให้มันไปถึงจุดแช่แข็งมันไม่ได้จนกระทั่ง 18 ปีต่อมาในปี 1926 ที่ Williem Keesom นักเรียนของเขาสามารถทำให้ฮีเลียมแข็งตัวด้วยการระบายความร้อนในห้องกดดันวันนี้การทำให้เป็นของเหลวของฮีเลียมเป็นขั้นตอนสำคัญในการสกัดจากโลกและเก็บไว้

ฮีเลียมเหลวมักใช้เป็นสารทำความเย็นแบบแช่แข็งเมื่อไนโตรเจนเหลวไม่เพียงพอมันจะต้องถูกเก็บไว้ภายใต้ความดันสูงอย่างต่อเนื่องและอุณหภูมิต่ำไม่เช่นนั้นจะขยายตัวและเปลี่ยนเป็นก๊าซอย่างรวดเร็วฮีเลียมที่เป็นของแข็งไม่มีการใช้งานจริงนอกเหนือจากการวิจัยทางวิทยาศาสตร์

คุณสมบัติที่ผิดปกติที่สุดของฮีเลียมบางอย่างสามารถเกลี้ยกล่อมออกมาที่อุณหภูมิใกล้เคียงกับศูนย์แน่นอนที่อุณหภูมิดังกล่าวฮีเลียมทำหน้าที่เป็น superfluid ซึ่งหมายความว่ามันไหลด้วยความหนืดที่วัดได้เป็นศูนย์นอกจากนี้ยังมีแนวโน้มที่จะคลานผนังของภาชนะบรรจุที่จัดขึ้น