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ひさともゆのもと
7 years ago
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2 % $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ v " exp #U ' & ) % k B T( % $ $ v " exp #U ' & ) % k B T( f! % f " exp # $ ( ' * & k B T ) U U! U

3 % $ $./$ $ %

4 % A V C T1 T0!S V B T # "=T 0 "S# # "S = 0 T! 0 T 1 % D Tc Q = 0 A Th "S A# B = $Q h ( Q T h > 0) "S B# C = 0 h QC C Qh Q = 0 B "S C# D = Q c ( Q T c > 0) "S D# A = 0 c "S = "S A# B + "S B# C + "S C# D + "S D# A = 0 T c () T h () Q c = T c T h Q h T c #0Q c #0

5 % 0 1 $2$ 1 $ 0 % $2$ % $ U 2 "U 1 = P 1 V 1 " P 2 V 2 N 2 600K (H=U+PV) 4 He 40K % 19C = 1877(90K=-18) Cailletet; Pictet;SO 2-10CO (77K=-196) Wroblewski, Olczewski (20K) K=-162

6 % 1898(20K) Dewar Joule-Thomson 1908(4.2K) Kamerlingh Onnes Onnes Dewar % Dewar

7 % 低温の歴史と技術 2.1 低温開拓の歴史低温物質科学研究センター国内最大級のHe液化機３００L毎時吉田 (+桂宇治) 液体ヘリウム２０万L 年液体窒素４０万L 年 *,%4 宇宙")4#と同じくらい$ 冷たい % 低温の歴史と技術 2.1 低温開拓の歴史 1922 液体ヘリウムの蒸発冷却により1Kを突破 Onnes 蒸気圧のHeをポンプで強制蒸発させると潜熱が奪われて液体の温度が下がるポンプ圧力 P [ 蒸気圧曲線 ] P " e! L RT 液体ヘリウム液体 L : 潜熱 He 1 気圧 4 気体 1/100 気圧 1/1000 気圧 He T [K]

8 % 1908 Onnes 1911 Onnes Kapitza, Allen F. London Tisza 1947 Landau Bardeen, Cooper, Schrieffer 1972 % 19 He0.1ppm 50 H$(12.5 >> He 1951 H.London 1962 H.London 1965 Taconis(0.22K) 1978 FrossattimK 1999 Lancaster1.5mK

9 % 低温の歴史と技術 2.2 絶対零度への挑戦温度 T, X [K] 一様な混合液 4Heは完全に超流動常流動超流動温度が下がると T, XC T, X 6.4 % He を含む 4 He 相分離Ｔ 0 K で6.4 % Heを含む 4He液体は He Mechanical Vacuum 機械的真空 6.4 % He は希薄な気体 Mechanical Vacuum 中に浮いているHe He 濃度 [ % ] He 1Kで蒸発させるとHeだけが蒸発希釈冷凍機の原理 c 相 d 相 He 6.4 % He 液体Heから気体Heに蒸発蒸気圧は 6.4 % Heに相当冷却が起こる希釈冷凍 % 低温の歴史と技術 2.2 絶対零度への挑戦 4K 4K 1.4K 0.7K 0.1K 10mK 8mK デュワー瓶

10 % 低温の歴史と技術 2.2 絶対零度への挑戦 B 低温高磁場の場合１方向に向く µb エントロピ小 k BT >> 1 B 高温低磁場の場合バラバラ µb エントロピ大 << 1 k BT A 0.01 Ｔ 0.1 ＴＢ ~ 0 Ｔ S!R Ｂ = 10 Ｔ 1 Ｔ!S = ー叿呉吟呄含 C B T " # ＱＴ0 温度 0.1 1µK mK K % 低温の歴史と技術 2.2 絶対零度への挑戦超低温'(&撮影装置$ 世界唯一京都大学低温物質科学研究センター最低温度 0.000K (宇宙の温度の 1万分の１ 4K 8mK 100µK 国内８カ所世界で２２カ所

11 He (T<0.K) He Pressure (Bars) S solid > S liquid " #P M #T < 0 A-Phase B-Phase Solid Normal Liquid Temperature K (K) He Gas CNAF!0.0009K(0.9mK) U2D2 (NMR) U2D2

12 5%6%'(& 5mm T=500µK ; MRI $ $ $ $ $ $ 515 & 22

Xamﾃｽﾄ作成用ﾃﾝﾌﾟﾚｰﾄ

Xamﾃｽﾄ作成用ﾃﾝﾌﾟﾚｰﾄ気体の性質 1 1990 年度本試験化学第 2 問問 1 次の問い (a b) に答えよ a 一定質量の理想気体の温度を T 1 [K] または T 2 [K] に保ったまま, 圧力 P を変えるこのときの気体の体積 V[L] と圧力 P[atm] との関係を表すグラフとして, 最も適当なものを, 次の1~6のうちから一つ選べただし,T 1 >T 2 とする b 理想気体 1mol がある圧力を