Interested Article - Лямбда-точка

Лямбда-переход в жидком гелии: поведение удельной теплоёмкости при низких температурах

Лямбда-точка — температура (около 2,17 K ), ниже которой жидкий гелий (гелий I), переходит в состояние сверхтекучести (гелий II).

Если быть более точным, существуют нижняя лямбда-точка (при 2,172 K и 0,0497 атм ) и верхняя лямбда-точка (при 1,76 K и 29,8 атм ).

Название происходит от специфического очертания графика удельной теплоёмкости как функции температуры (при постоянном давлении), напоминающее букву греческого алфавита λ . Удельная теплоёмкость имеет ярко выраженный пик по мере приближения температуры к лямбда-точке.

Ранние экспериментальные исследования теплоемкости привели к гипотезе, что она имеет логарифмическую особенность в лямбда-точке, и в частности стремится там в бесконечность. Более точные эксперименты опровергли эту гипотезу, которую ещё можно встретить в университетских учебниках. В настоящее время надежно установлено, что поведение теплоемкости вблизи лямбда-точки описывается формулой $C\approx A_{\pm }t^{-\alpha }+B_{\pm }$ $C\approx A_{\pm }t^{-\alpha }+B_{\pm }$ , где $t=|1-T/T_{c}|$ $t=|1-T/T_{c}|$ есть приведенная температура, $T_{c}$ $T_{c}$ температура лямбда-точки, $A_{\pm },B_{\pm }$ $A_{\pm },B_{\pm }$ константы принимающие различные значения выше и ниже точки перехода, а $\alpha \approx -0.01$ $\alpha \approx -0.01$ критический индекс . Так как этот индекс имеет отрицательное значение для перехода в сверхтекучее состояние, теплоемкость в лямбда-точке имеет конечные (хотя и большие) пределы при приближении с низких и высоких температур .

Примечания

C. Buckingham and W.H. Fairbank. The Nature of the Lambda-Transition in Liquid Helium // Progress in Low Temperature Physics, vol. 3. — Amsterdam: North-Holland, 1961.
Guenther Ahlers. (англ.) // Physical Review Letters. — 1969-09-01. — Vol. 23 , iss. 9 . — P. 464—468 . — ISSN . — doi : .
K. H. Mueller, Guenter Ahlers, F. Pobell. (англ.) // Physical Review B. — 1976-09-01. — Vol. 14 , iss. 5 . — P. 2096—2118 . — ISSN . — doi : .
Квасников И.А. Термодинамика и статистическая физика. Том 1: Теория равновесных систем: Термодинамика. Учебное пособие. — Изд. 2-е, сущ. перераб. и доп.. — Москва: Едиториал УРСС, 2002. — С. 119. — 240 с. — ISBN 5-354-00077-7 .
Lipa, J.A.; Swanson, D. R.; Nissen, J. A.; Chui, T. C. P.; Israelsson, U. E. Heat Capacity and Thermal Relaxation of Bulk Helium very near the Lambda Point (англ.) // Physical Review Letters : journal. — 1996. — Vol. 76 , no. 6 . — P. 944—947 . — doi : . — Bibcode : . — .
Теплоемкость обращается в бесконечность только для фазовых переходах второго рода с положительным индексом $\alpha$ $\alpha$ . Например, это просиходит в критической точке жидкость-пар , которая имеет изинговские критические индексы .