{"id":23700,"date":"2024-08-13T11:53:00","date_gmt":"2024-08-13T09:53:00","guid":{"rendered":"https:\/\/cryospain.com\/?p=23700"},"modified":"2025-12-17T20:56:54","modified_gmt":"2025-12-17T18:56:54","slug":"fluessiges-helium","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/cryospain.com\/de\/fluessiges-helium","title":{"rendered":"Suprafl\u00fcssiges Helium: Die Bedeutung von fl\u00fcssigem Helium und seine Anwendungen"},"content":{"rendered":"\n
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Was ist fl\u00fcssiges Helium und warum wird es als Suprafl\u00fcssigkeit bezeichnet?<\/h2>\n\n\n\n

Fl\u00fcssiges Helium<\/strong> bezeichnet bei normalem Atmosph\u00e4rendruck den physikalischen Zustand von Helium bei sehr niedrigen Temperaturen. Wenn sich Helium in diesem fl\u00fcssigen Zustand befindet, wird es als \u201esuprafl\u00fcssiges Helium\u201c<\/strong> bezeichnet. Ein Suprafluid<\/strong> ist ein Zustand, in dem sich Materie wie eine nicht viskose Fl\u00fcssigkeit <\/strong>verh\u00e4lt. Die Substanz verh\u00e4lt sich nicht wie eine normale Fl\u00fcssigkeit<\/a>. Sie flie\u00dft ohne Reibung \u00fcber Oberfl\u00e4chen und zirkuliert innerhalb eines Beh\u00e4lters, nur ihrer eigenen Tr\u00e4gheit unterliegend, durch jedes Hindernis oder jede Pore.<\/p>\n\n\n\n

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Empfohlener Inhalt<\/strong>: In welchen Branchen werden Industriegase am h\u00e4ufigsten eingesetzt?<\/a><\/em><\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

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Abundanz und Isotope<\/h3>\n\n\n\n

Jedes Heliumatom hat zwei Protonen<\/strong> im Kern, aber wie bei allen Elementen gibt es auch hier Isotope von Helium.<\/strong> Die identifizierten Heliumisotope enthalten zwischen einem und sechs Neutronen, ihre Masse reicht also von 3 bis 8. Von diesen sechs Isotopen sind zwar die mit den Massen 3 (Helium-3 oder 3He<\/strong>) und 4 (Helium-4 oder 4He<\/strong>) stabilisiert, die anderen sind jedoch alle radioaktiv und zerfallen sehr schnell <\/strong>in andere Verbindungen.<\/p>\n\n\n\n

Das Helium auf der Erde<\/strong> ist kein Kernelement und wird durch Kernfusion in der Sonne erzeugt. Die Kerne des Isotops Helium-4 sind die Kerne von Alphateilchen, die aus dem Kern von schwereren radioaktiven Verbindungen ausgesto\u00dfen werden. Das Helium sammelt sich in der Umwelt<\/a> nicht in gro\u00dfen Mengen an<\/strong>, da die Schwerkraft des Planeten nicht ausreicht, um es daran zu hindern, allm\u00e4hlich in den Weltraum zu str\u00f6men. Helium-4 ist das weitaus h\u00e4ufigere der beiden nat\u00fcrlich vorkommenden Helium-Isotope: In atmosph\u00e4rischem Helium sind Helium-4-Atome im Verh\u00e4ltnis von \u00fcber 700.000:1 vorhanden und in einigen heliumhaltigen Mineralien im Verh\u00e4ltnis von etwa 7.000.000:1.<\/p>\n\n\n\n

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Zusammensetzung von fl\u00fcssigem Helium<\/h3>\n\n\n\n

Es ist ein chemisches Element mit der Ordnungszahl 2<\/strong>. Es hat das Symbol<\/strong> He<\/strong> und ein Standard-Atomgewicht von 4,0026<\/strong>. Es geh\u00f6rt zur Gruppe 18 des Periodensystems der Elemente, da es die Eigenschaften<\/a> eines Edelgases<\/strong> mit dem gesamten Energieniveau aufweist.<\/p>\n\n\n\n

\"Heliumatom:
Heliumatom: 2 Protonen, 2 Elektronen, 2 Neutronen<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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Unterscheidung zwischen der suprafl\u00fcssigen Heliumform von fl\u00fcssigem Helium 3 und Helium 4<\/h2>\n\n\n\n

Die suprafl\u00fcssige Form von fl\u00fcssigem Helium-4 tritt bei viel h\u00f6heren Temperaturen auf als bei Helium-3<\/strong>. Jedes Helium-4-Molek\u00fcl ist aufgrund des Spins von Null ein Bosonen-Teilchen. Zudem ist Helium 3 ein Fermionteilchen, das nur bei weitaus niedrigeren Temperaturen Bosonen bilden kann, wenn es kombiniert wird, und zwar auf eine Weise, die mit der Elektronenpaarung in der Supraleitung vergleichbar ist.<\/p>\n\n\n\n

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Weiterlesen<\/strong>: Anleitung zur Helium-Lecksuche, lernen Sie die Grundlagen kennen<\/a><\/p>\n<\/blockquote>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

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Grundlegende Eigenschaften von fl\u00fcssigem Helium<\/h2>\n\n\n\n

Bei absoluter Temperatur ist Helium so niedrig, dass es einen fl\u00fcssigen Zustand annimmt<\/strong>. Die Fl\u00fcssigkeit siedet bei 4,2 K (-452\u00b0F oder -269\u00b0C), einer wesentlich niedrigeren Temperatur als jede andere Substanz, mit Ausnahme von Wasserstoff<\/a>, und hat unterhalb von 2.172 K (-455,76\u00b0F) au\u00dfergew\u00f6hnliche Suprafluidit\u00e4tseigenschaften, darunter insbesondere die M\u00f6glichkeit, ohne Reibung zwischen kleinen Str\u00f6men zu flie\u00dfen.<\/p>\n\n\n\n

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Die wichtigsten Vorteile der Verwendung von fl\u00fcssigem Helium<\/h2>\n\n\n\n

Fl\u00fcssiges Helium hat das gr\u00f6\u00dfte Ionisierungspotenzial (24,587 eV).<\/strong> Da sich Helium n\u00e4her am absoluten Nullpunkt befindet als fast jede andere Komponente, werden die relativ niedrige Betriebstemperatur und der niedrige Druck eines jeden K\u00e4ltemittels mit fl\u00fcssigem Helium erreicht. Heliumgas hat eine sehr hohe spezifische W\u00e4rme und W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit<\/strong>. Bei Luftdruck bleibt Helium bis zum absoluten Nullpunkt fl\u00fcssig und kann erst bei 25 atm verfestigt werden. Helium ist in seiner festen Form au\u00dferordentlich komprimierbar und erm\u00f6glicht Volumen\u00e4nderungen von mehr als 30%.<\/p>\n\n\n\n