Absorção de helio em Grafoil previamente coberto com uma camada de cripitonio
Olegario Ferreira
TESE
Português
T/UNICAMP F414a
Campinas, SP : [s.n.], 1978.
192 f. : il.
Orientador: Daltro Garcia Pinatti
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin
Resumo: Medimos o calor específico de filmes de 3He e 4He adsorvidos em grafite esfoliado ( "Grafoil" ) previamente coberto com uma , camada de cripitonio (Kr), para densidades atômicas superficiais, variando de 0,01 a 0,11 Å-2 ( de 0,1 a 1,2 de uma camada completa ), no intervalo de temperatura...
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Resumo: Medimos o calor específico de filmes de 3He e 4He adsorvidos em grafite esfoliado ( "Grafoil" ) previamente coberto com uma , camada de cripitonio (Kr), para densidades atômicas superficiais, variando de 0,01 a 0,11 Å-2 ( de 0,1 a 1,2 de uma camada completa ), no intervalo de temperatura entre 0,1 e 5 K. Observamos que a baixas densidades a temperatura de condensação do 4He / Kr-Gr se desloca de aproximadamente l K para a região de altas temperaturas, em relação ao 4He / - Gr. O 3He / Kr-Gr a baixas densidades apresenta um pico no calor específico a l K análogo ao observado por Crary e Vilches em 3He / Ar-Gr. Acima da temperatura de condensação ambos os isótopos podem ser descritos corno um gás quântico imperfeito bidimensional utilizando a expansão virial até o coeficiente de segunda ordem. A baixas temperaturas, abaixo das temperaturas de condensação, há possibilidade que os filmes de ambos os isótopos possa coexistir em duas fases em equilíbrio. A densidades intermediárias, próximas de 0,0588 Å-2, ambos os isótopos apresentam, aparentemente, uma fase epitaxial em que a metade dos lugares para adsorção está ocupada por átornos de He. A temperatura crítica nessa fase é de 4,3 K para o 4He e 5K para o 3He. Os filmes de He em consideração foram adsorvidos numa camada de Kr de densidade 0,0753 Å-2. A uma densidade superficial de Kr igual a 0,0686 Å-2 ( 9% menos ) a temperatura de condensação do 4He se desloca para a região de altas temperaturas e a temperatura crítica da fase epitaxial se desloca para a região de baixas temperaturas. As isotermas de pressão de vapor indicam que uma monocamada de 4He se completa a uma densidade próxima de 0,075 Å-2. Acima dessa densidade os filmes de 4He se comportam, até a densidade 0,0800 Å-2, como um sólido bidimensional a baixas temperaturas. As temperaturas de fusão e de Debye e a densidade na fase sólida são consistentes com os dados de calor específico de 4He em Grafoil. A densidade acima de 0,0800Å-2 o calor específico apresenta picos a 1,2 K devidos a condensação da segunda camada de 4He sobre a primeira sólida. A energia de ligação de um átomo de 3He no limite de densidade tendendo a zero é de 74 K admitindo os filmes como um gás bidimensional perfeito e 78 K admitindo os átomos localizados nos lugares de adsorção
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Abstract: We measured the specific heat of 3He and 4He films absorbed on Kr-preplated Grafoil for densities ranged frorn 0.01 to 0.11 Å-2 ( from 0.1 to 1.2 of a completed layer ) and the temperature range extended from 0.1 to 5 K. We observed about 1 K-shift of the condensation temperature of 4He...
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Abstract: We measured the specific heat of 3He and 4He films absorbed on Kr-preplated Grafoil for densities ranged frorn 0.01 to 0.11 Å-2 ( from 0.1 to 1.2 of a completed layer ) and the temperature range extended from 0.1 to 5 K. We observed about 1 K-shift of the condensation temperature of 4He films as compared with 4He absorbed on Grafoil. The 3He films at low densities show a specific heat peak at l K similar to that observed by Crary and Vilches in 3He films absorbed on Ar-preplated Grafoil. Above the condensation temperature the films of both isotopes could be described as an imperfect two-dimensional quantum gas through the virial expansion taking into account only the second virial coefficient. There is indication of a two-fase coexistence, at low temperature, below the condensation temperature, for both isotopes. At intermediate densities, around 0.0588 Å-2, both isotopes show, apparently, an epitaxial fase with half the number of sites occupied by He atoms. The critical temperature in this fase is 4,3 K for 4He and 5 K for 3He. The films in consideration were absorbed on a Kr-layer of density 0.0753 Å-2. At a Kr-layer of density 0.0686Å-2 ( 9% less ), the condensation temperature shifts to higher temperatures and the critical temperature of the epitaxial fase shifts to lower temperatures for 4He films. From the vapor pressure isotherms we estimated a density of 0.075 Å-2 for the first 4He layer completion. Above this density the first layer behaves like a two-dirnensional solid at low temperatures. The density, melting and Debye temperatures are essentially the same of 4He on Grafoil. At densities above 0.0800 Å-2 the specific heat displays a peak at 1.2 K due the second layer condensation on top of the first layer. The binding energy of 3He is between 74 and 78 K
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