เคเคจเคจ เคเคฐ เคเคจिเค เคเคฆ्เคฏोเคों เคฎें เคชเคฐ्เคฏाเคตเคฐเคฃीเคฏ เคธ्เคฅिเคฐเคคा เคตिเคทเคฏ เคชเคฐ เคตिเคถेเคทเค्เคों เคा เคฎंเคฅเคจ เคชเคฐ्เคฏाเคตเคฐเคฃीเคฏ เคธ्เคฅिเคฐเคคा เคฎाเคจเคต เคธเคฎाเค เคे เคจिเคฐเคจ्เคคเคฐ เค
เคธ्เคคिเคค्เคต, เคธเคฎृเคฆ्เคงि เคเคฐ เคธ्เคตाเคธ्เคฅ्เคฏ เคे เคฒिเค เคฎूเคฒเคญूเคค เคถเคฐ्เคค เคนै। เคนเคฎाเคฐी เคจ्เคฏू เคเคจเคฐेเคถเคจ เคो เคธ्เคชीเคก เคเคฐ เคेเค्เคจोเคฒॉเคी เคชเคฐ เคง्เคฏाเคจ เคेंเคฆ्เคฐिเคค เคเคฐเคจा เคนोเคा เคคाเคि เคญเคตिเคท्เคฏ เคो เคธुเคจเคนเคฐा เคฌเคจाเคฏा เคा เคธเคे। เคเค्เคค เคตिเคाเคฐ เคฎुเค्เคฏ เค
เคคिเคฅि เคถ्เคฐी เคเคฎเคชी เคธिंเคน, เคช्เคฐเคงाเคจ เคฎुเค्เคฏ เค
เคญिเคฏंเคคा, เคेंเคฆ्เคฐीเคฏ เคตिเคฆ्เคฏुเคค เคช्เคฐाเคงिเคเคฐเคฃ เคตिเคฆ्เคฏुเคค เคฎंเคค्เคฐाเคฒเคฏ เคญाเคฐเคค เคธเคฐเคाเคฐ, เคจเค เคฆिเคฒ्เคฒी เคจे เคต्เคฏเค्เคค เคिเค เคถ्เคฐी เคธिंเคน เคญूเคชाเคฒ เคจोเคฌเคฒ्เคธ เคธ्เคจाเคคเคोเคค्เคคเคฐ เคฎเคนाเคตिเคฆ्เคฏाเคฒเคฏ เคฎें เคญूเคตिเค्เคाเคจ เคตिเคญाเค เคฆ्เคตाเคฐा "เคเคจเคจ เคเคฐ เคเคจिเค เคเคฆ्เคฏोเคों เคฎें เคชเคฐ्เคฏाเคตเคฐเคฃीเคฏ เคธ्เคฅिเคฐเคคा" เคตिเคทเคฏ เคชเคฐ เคเคฏोเคिเคค เคฆो เคฆिเคตเคธीเคฏ เคฐाเคท्เค्เคฐीเคฏ เคॉเคจ्เคซ्เคฐेंเคธ เคे เคธเคฎाเคชเคจ เคชเคฐ เคฌोเคฒ เคฐเคนे เคฅे। เคฆो เคฆिเคตเคธीเคฏ เคฐाเคท्เค्เคฐीเคฏ เคाเคจ्เคซ्เคฐेंเคธ เคा เคญเคต्เคฏ เคธเคฎाเคชเคจ เคธเคฎ्เคฎाเคจिเคค เค
เคคिเคฅि เคช्เคฐो เคตिเคจोเคฆ เค
เค्เคฐเคตाเคฒ เคธเคฆเคธ्เคฏ, เคญाเคฐเคค เคธเคฐเคाเคฐ เคจเค เคฆिเคฒ्เคฒी เคธ्เคฅिเคค MOEFCC เคी เคตिเคถेเคทเค्เค เคฎूเคฒ्เคฏांเคเคจ เคธเคฎिเคคि, (เคธि เคเคฃ्เคก เคीเคชी) เค
เคชเคจे เคเคฆ्เคฌोเคงเคจ เคฎें เคเคนा เคि เคชเคฐ्เคฏाเคตเคฐเคฃ เคธ्เคฅिเคฐเคคा เคธเคฐเคाเคฐ เคเคฐ เคธเคฎाเค เคฆोเคจों เคी เคिเคฎ्เคฎेเคฆाเคฐी เคนै। เคตเคฐ्เคคเคฎाเคจ เคฎें เคเคจเคจ เคเคฆ्เคฏोเค เคตिเคญिเคจ्เคจ เคช्เคฐाเคตเคงाเคจों เคเคตं เคाเคจूเคจों เคे เคคเคนเคค เคाเคฐ्เคฏ เคเคฐ เคฐเคนा เคนै เคคाเคि เคชเคฐ्เคฏाเคตเคฐเคฃ เคो เคธुเคฐเค्เคทिเคค เคฐเคा เคा เคธเคे। เคเคฏोเคเคจ เคธเคिเคต เคกॉ. เคนेเคฎंเคค เคธेเคจ เคจ...
Liquid helium as a Boson system
- Ordinary helium consists almost entirely of neutral atom of the isotope 2He4.
- Since the total angular momentum of these atom is zero, so it follow the Bose-Einstein statistics.
Properties of helium at low temperature
- The helium gas at atmospheric pressure condenses at 4.3K temperature into a liquid helium having critical temperature 5.2K, and the density of this liquid helium is very low (ฯ = 0.124 g/cm3).
- On further cooling the helium to about 0.82K, it does not freeze, and the liquid helium remains into liquid state up to absolute zero temperature i.e., T = 0K.
- It means the helium does not solidified at atmospheric pressure. To get the solid state of helium, it is subjected to an external pressure of at least 23atm.
Phase transition of liquid He

- For He4 in liquid phase, there is another phase transition (ฮป-transition), which divides the liquid state into two phases HeI and HeII.
- While liquefying He at about 2.2K, density become an abrupt maximum and then decreases slightly.
- Therefore the critical temperature is at 2.186K and it represents a transition to a new state of matter, known as liquid HeII.
- In liquid HeII
- Heat conductivity is very large (order of 3 x 106 times greater).
- Coefficient of viscosity is gradually decreases with decrease in temperature and approaching to zero at absolute zero temperature.
- The specific heat curve is discontinuous at 2.186K and the shape of this curve is same as letter ฮป, and therefore this particular transition is known as ฮป-transition.
- The discontinuity temperature 2.186K is called ฮป-point.
- Since experimentally at ฮป-point, liquid HeII state has no latent heat so Keeson concluded that transition HeI → HeII at Tฮป is a second order transition and as the pressure increases, the temperature decreases.
- Below the ฮป-line, liquid can be described by the two-fluid model.
- It behaves as if it consists of two components:
- A normal component, which behaves like a normal fluid.
- A super-fluid component with zero viscosity and zero entropy.
- The ratio of the respective densities (ฯn / ฯ) and (ฯs / ฯ) depend on the temperatures.
- Here ฯn (ฯs) is the density of normal (super-fluid) component, and ฯ is the total density.
- By lowering the temperature, the fraction of the super-fluid density increases from 0 at Tฮป to 1 at 0K.
- Below 1K, the He is almost completely super-fluid.
- Since ฯn + ฯs is constant, so it is impossible to create density waves of the normal component (and hence of the super-fluid component), which is similar to ordinary sound waves.
- This effect is known as second sound.
Explanation based on Bose-Einstein condensation model
London’s theory
- The behaviour of liquid He at low temperature is based on B-E statistics.
- London suggested that HeII is similar to B.E. gas and its ฮป-transition is the counter part of Bose-Einstein condensation in the ideal gas.
- In Bose-Einstein gas, degeneracy 1/D = (n/gsV) (2ฯmkT/h2)-3/2
- Since the helium atoms are light enough and the density (n/V) of the liquid is sufficiently high for the R.H.S. to be large and degeneracy to be small, but it is low enough for the liquid to behave as a gas.
- London concluded this ฮป-transition as a result of B.E. condensation and gave a similarity between ฮป-point and B.E. temperature T0.
- gs = (Zt)T = T0 = n / F3/2(0)
- Where translational partition function Zt = (2ฯmkT / h2)3/2 V
- ∴ gs (2ฯmkT0 / h2)3/2 V = n / 2.612, where T0 = (h2/2ฯmk) (n / 2.612Vgs)2/3
- For a gram molecule of helium in liquid state, V = 27.4 cm3, T0 = 3.12K.
- It is close to Tฮป = 2.186K for the ฮป-point.
- This agreement between T0 and Tฮป favours the London explanation.
- The decrease in entropy below Tฮป being zero at 0.5K is explained by B.E. condensation because at T = T0 most of the particles rapidly fall into the ground state, which is characterized by zero entropy.
- To know more about this topic please click on the link https://youtu.be/fm_IM41XT40
Comments
Post a Comment