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    液氦的获取

    2016-6-29 12:30:31

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    1908年,Kamerlingh Onnes 首次成功将氦液化,由于技术的限制,当时所使用的系统相当复杂,并且获得的液氦量也很少,如此复杂的系统在实验中的使用时非常不方便的,如果在实验中,需要的液氦量不大时,通常采用其他方法来获取少量的液氦,用于在实验室中获取少量液氦的方法最早是Simon在,1948年所提出的方法。在这个系统中,并不是连续得制取液氦,而是在完成了许多热力过程后才产出一定量的液氦

    首先将100~150atm的氦气充入厚壁容器中,此时系统的温度仍然处于环境温度,再将液氮灌入液氮容器中,对整个系统进行冷却。经过一段时间后,整个系统包括氦气均处与液氮温区,即77K,通常为了加速降温过程,在真空腔和液氢容器中充入氦气或其他气体作为热交换气体。当整个系统处于77K 时,将真空腔和液氢容器中的热交换气体抽空,在这个过程中,进气阀门一直处于打开状态,将液氢充入到液氢容器中,是的氦气的容器被冷却到液氢温度。
    如果这个时候对液氢进行减压,可以将氦气容器的温度降到10K左右,这时,关掉进气阀门,将排气阀门打开,使系统减压,由于最后保留在氦气容器中的气体对排出的气体做功。使排出的氦气将系统的内能降低,尽管存在从液氢容器到液氦容器的漏热,但是由于在低温下容器的比热容很小,这部分漏热并不会很大,因此对系统的性能不构成威胁。通常,使用这样的一个过程,最终在氦气容器中可以获取部分的液氦。
     
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