超流(Super fluidity):当液
氦(指4He)的温度降到2.17K时,
液氦从原来的正常
流体突然转变为具有一系列极不寻常的性质的“
超流体”,这就是
超流现象。氦是人们知道的即使在绝对零度,压力不够也不能被冻结成固体的惟一天然物质,有这一性质的另一物质是经人工极化的氢气。在极低温度下,
液态氦的粘性会消失,它在任何东西上流动都没有阻力,甚至可以垂直的爬上容器的壁,其
传热系数比
铜还好。科学家把这种没有阻力的流动叫做超流。
(一)这是液HeⅡ的一种热机械效应 (thermomechanical effect)。放在液HeⅡ池中两端开口的U形管内填上金刚砂粉末,两边开口处用棉花塞上,但左边有一开口的毛细管,上部露出池面,这样的管道只有超流部分可通过。若在U形管下部一边加热(如用光辐照),则该处的超流浓度ρs要减小,造成与U管内另一边的超流成分的浓度差,超流成分形成向温度高的方向流动以填补浓度之差,被辐照一边的压力增大,超流液氦就从毛细管上端开口处喷出,可高达30厘米。这种现象称为喷泉效应。
(二)液氦由
容器A中通过多孔塞(或极细的毛细管)流出时,A内的液氦的温度升高,这一现象就像机械致热效应,其逆过程称为热机械效应,即:当升高A内的温度时,其中液氦的液面将上升,若A本身是一毛细管,则将观察到液氦从上口喷出,故也称喷泉效应.