பக்கம்:அறிவியல் களஞ்சியம் 5.pdf/797

இப்பக்கம் மெய்ப்பு பார்க்கப்படவில்லை

உறை நிலையியல்‌ 777

240-267.8°C ஆகிய வெப்பநிலைகளை மேற்கண்ட முறையில் எட்ட முடிவதில்லை. ஏனெனில், வேறு எந்தப் பொருளும் இந்த அளவு தாழ்ந்த வெப்ப நிலையில் நீர்மமாக இருப்பதில்லை. இந்த அளவு தாழ்ந்த வெப்பநிலையில் ஒரு நீர்மம் இருந்தால் தானே அதனை ஆவியாக்கி இதைவிடத் தாழ்ந்த வெப்பநிலையை அடைய முடியும், அத்தகு தாழ்ந்த வெப்பநிலைக்குக் குளிர்வித்தால் தானே ஹைடிரஜன் ஹீலியம் ஆகிய வளிமங்களை அமுக்கத்தால் நீர்ம மாக்க முடியும். எனவே, இதற்கு வேறு முறைகளைக் கையாள வேண்டும். ஒரு வளிமம் விரிவடையும்போது அவ்விரிவிற் கான வேலையை அதுவே செய்யுமானால் அதன் ஆற்றல் குறைந்து குளிர்ச்சியடையும். ஓர் இலட்சிய வளிமத்தை ஒருசில துறையின் வழியாகப் பாய்ச்சி விரிவடையச் செய்தால் அச்செயலில் வேலை எதுவும் நடைபெறாது; நடைபெறத் தேவையுமில்லை. ஏனெனில், இவட்சிய வளிமத்தின் மூலக்கூறு களிடையே ஈர்ப்பு விசை எதுவுமில்லை. அவ்வாறன்றி ஒரு சாதாரண வளிமத்தை P, V, எனும் அழுத்த, தொடக்க நிலையி பருமன் மதிப்புகளையுடைய லிருந்து P,,V, எனும் அழுத்த, பருமன் நிலைக்குக் கட்டில்லாதவாறு விரிவடையும்படிச் செய்தால் அப் போது W = P, V, - P, V; எனுமளவு வேலை மூலக்கூறு விசைகளை எதிர்த்துச் செய்ய வேண்டும். 2 - பொருளின் தொடக்க நிலையைப் பொறுத்து W நேர்குறியுடையதாகவோ எதிர்க்குறியுடைய தாகவோ இருக்கலாம். இதனால் வளிமம் குளிர்ச்சி யடையவோ சூடேறவோ கூடும். ஜுல்-தாம்சன் விரிவு எனப்படும் இவ்விரிவின்போது சாதாரண அறை வெப்பநிலைகளில் வளி குளிர்ச்சியடையும்; ஆனால், ஹைட்ரஜனும் ஹீலியமும் ஜூல்தாம்சன் விரிவில் குளிர்ச்சியடைய வேண்டுமானால் அவற்றின் தொடக்க வெப்பநிலை முறையே 30 K, 15 K என்ற அளவில் இருக்க வேண்டும். எந்தவொரு வளிமமும் அதற்குரிய ஒரு வெப்பநிலைக்குக் கீழ் இருந்தால் தான் ஜூல்-தாம்சன் விரிவில் குளிர்ச்சியடையும். இவ்வெப்பநிலை அப்பொருளின் புரட்டு வெப்ப நிலை எனப்படும். எனவே, வளிமங்களை அவற்றின் புரட்டு வெப்பநிலைக்குக் கீழே முதலில் கொணர்ந்து பின்னர் அவற்றை ஜூல்தாம்சன் விரிவடையச் செய்து குளிர்விக்கலாம். இந்த முறையைக் கையாண்டு காமர்லிங் ஒன்ஸ் என்பார் 1908 இல் நீர்மமாக்கவே இயலாது என்ற ஹீலியத்தை நீர்மாக்கினார். நன்றாக அமுக்கப்பெற்ற வளிமத்தை ஓர் உந்து விரிவடையும் படிச் தண்டைத் தள்ளிக் கொண்டு செய்தால் அப்போது அவ்விரிவுக்கான வேலையை வளிமமே செய்தாக வேண்டும். எனவே வளிமம் குளிரும்; நீர்மமாகும். இம்முறையில் ஜீல்-தாம்சன் விரிவில் செய்வது போலப் புரட்டு வெப்பநிலைக்குக் கீழ் ஹீலியத்தைக் குளிர்விக்கத் தேவையில்லை. இவ் தன் உறை நிலையியல் 777 வகை ஹீலிய நீர்மமாக்கிகள் நடைமுறைக்கு வந்த பின்னர் உறைநிலையியல் பெருமளவில் முன்னேறத் தொடங்கியது. நீர்ம ஹீலியத்தைத் தயாரித்து விட்டால் OK க்கு அண்மையை எட்டுவதில் பெரும் முன்னேற்றம் காணமுடியும். ஹீலீய நீர்மத்தைக் கொண்டு 5-0.8 K செல்ல முடியும். ஹீலியத்தின் ஐசோடோப்பாகிய 2H; ஐக் கொண்டு 0.3 வெப்பநிலையை எட்ட முடியும். (டிகிரி கெல்வினில் உள்ள 2H நீர்மத்தால் 2H ஐக் குளிரச் செய்து பின்னர் அதன் அழுத் தத்தைக் குறைப்பதன் மூலம் 0.3 K வெப்பநிலையை அடையலாம். நீர்மங்களைக் குறைந்த அழுத்தத்தில் ஆவியாகச் செய்து குளிர்விக்கும் முறையில் அடையக் கூடிய மிகத் தாழ்ந்த வெப்பநிலை இந்த 0.3 K தான். இதைவிடத் தாழ்ந்த வெப்பநிலையை அடையக் காந்த விளைவுகளையே பயன்படுத்த வேண்டும். இணை காந்த உப்புகளின் (paramagnetic salts) இயல்பாற்றல் 1 K வெப்பநிலையிலும் மிக உயர்ந்தே இருக்கும் என்றும், இதற்கான காரணம் அதன் காந்தத் திருப்பு திறன்கள் ஒரு முனைப்படுத்தப் படாததே என்றும், மேலும் படிக அணிக்கோவை யின் எண்ட்ரொபி மிகக் குறைந்தது என்றும் டிபை கியாக் ஆ ஆகியோர் சுட்டிக் காட்டினர். எனவே, இந்த நிலையில் ஒரு காந்தப் புலத்தின் துணை கொண்டு எலெக்ட்ரான் தற்சுழற்சிகளை ஒருமுனைப்படுத் தினால் உப்பின் இயல்பாற்றல் பெரும்பான்மையாகக் குறைந்து விடும். இச்செயலின்போது ஏற்படும் வெப்பத்தை மாறா வெப்பநிலையில் வெளியேற்றி விடலாம். எனவே, இச்செயலால் ஒரு டிகிரி வெப்ப நிலையில் இணை காந்த உப்பின் இயல்பாற்றல் தாழ்ந்திருக்குமாறு செய்யப்படுகிறது. அதன் திருப்பு திறன்கள் ஒருமுனைப்பட்டிருக்கும். இக்கட்டத்தில், மாற வெப்பநிலையில் உப்பைக் காந்த நீக்கம் செய் தால் அதன் வெப்பநிலை தாழும். இந்த முறையால் 0.01 K வெப்பநிலையை எளிதில் அடைய முடியும் ஒரு முறை காந்த நீக்கம் செய்து அடையக்கூடிய மிகத்தாழ்ந்த வெப்பநிலை 0.001 K எனலாம். காந்த நீக்கத்தின்போது தற்சுழற்சி அமைப்பு ஏறத்தாழ 10-10 நொடிகளில் வெப்பச் சமநிலையடையும். தற் சுழற்சி வெப்பநிலை அணிக்கோவை வெப்பநிலை யோடு சமநிலையடையத் தற்சுழற்சிச் சுற்றுப்பாதை செயலெதிர்ச்செயல் பயன்படும். இச்சமநிலையை எட்டச் சில நொடி ஆகும். அதாவது, தற்சுழற்சி கள் 10-10 நொடியில் வெப்பநிலைத் தாழ்வைப் வெப்ப பெற்றாலும் உப்பு முழுதும் தாழ்ந்த நிலையடையச் சில நொடி ஆகும். இணை காந்த உப்புகளின் வெப்ப ஏற்புத் திறன் தாழ் வெப்ப நிலைகளிலும் குறிப்பிடத்தக்க அளவு உயர்ந்தே இருக்கும். எனவே, இவற்றைப் பயன்படுத்தி வெப்பநிலைக்குக் பொருள்களையும் தாழ் பிற