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液氦的获取

2016-6-29 12:30:31

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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