氦气其特性使其可用于许多不同的用途,从冷却到为飞艇提供升力。通过了解其低温原理的基础
知识,我们可以了解这种气体的工作原理及其各种用途。
低温科学的各个方面出现在 19 世纪早期法拉第和焦耳的实验中。低温学涉及使材料经受极低的
温度,通常低于 -150 °c。液氮或液氦等低温液体的使用使我们能够安全地达到极端温度,而不必
担心与高温过程相关的火灾隐患。在涉及寒冷环境的任何项目中,这些物质都发挥着不可或缺的
作用。
氦气具有多种可用于低温过程的特性。它的沸点低于大多数其他元素,使其适合快速有效地达到
非常低的温度。由于其无毒特性,该过程也保持安全。难怪如此多的行业更加依赖氦的低温原理
和应用。
低温学研究材料在极低温度下的生产和行为。氦气等低温液体的温度范围介于 -271.15°c 至
-196°c 之间。低温应用利用了在这些低温环境中增加强度、改善导电性和增强隔热等特性。
低温技术背后的原理涉及控制冷却速率。这是通过利用沸点和蒸发速率来实现所需的温度范
围来完成的。在某些情况下,这涉及使用机械制冷剂甚至液氮将材料迅速冷却至零度以下。通
过操纵环境,材料可以冷却到室温以下,而不会将其物理状态从固态变为液态。
然而,并非所有材料在暴露于极端寒冷条件下时都会做出同样的反应。例如,无论冷却多远,氦
气仍然是气体,而水在 0°c 时会变成冰。了解每种材料在不同温度下的独特特性有助于科学家
确定哪些物质最适合特定的低温应用。
