оже бути досягнутий абсолютний спокій. Навіть при Т = 0 залишається рух, по вже не теплове, а квантове. В атомах це рух електронів на своїх орбітах, в макроскопічних тілах - коливання атомів відносно один одного, які так і називаються "нульові коливання". p> З'ясуємо, яке відношення принцип невизначеності має до того, що гелій не замерзає. Можна сказати, що конденсація речовини - це процес обмеження області простору, що відводиться кожної з частинок. Значить, при конденсації повинна збільшуватися кінетична енергія атомів. Підрахуємо це збільшення для рідкого гелію: при Т = 0, його щільність дорівнює 0,145 г/см3, атомна маса 4. На один атом припадає обсяг см3. Значить, діаметр займаної атомом області A. А так як, то енергія нульових коливань атомів гелію має величину порядку Дж.
Ця енергія в шкалі температур відповідає 10 К. Для плавлення твердих тіл все одно, яка причина змушує коливатися атоми - тепловий рух або закони квантової механіки. Тому-то рідкий гелій і не кристалізується: його охолодження від температури кипіння до абсолютного нуля майже не змінює кінетичну енергію. Ця обставина і послужило причиною того, що рідкий гелій стали називати квантової рідиною, підкреслюючи те величезне вплив, який чинять на його властивості закони мікросвіту. p> У водню енергія нульових коливань, ще вище, ніж у гелію, але зате і взаємодія молекул значно сильніше, так що він вже кристалізується. Ну, а всіх інших речовин нульові коливання взагалі слабо позначаються на їх фазових перетвореннях. p> Твердий гелій отримати все ж вдалося. У принципі це виявилося не дуже складним - потрібно було тільки докласти до рідкого гелію тиск ~ 30 атм., І він кристалізувався. Вперше такий експеримент здійснив Кеєзом, довгий час працювали разом з Камерлінг-Оннес і продовжив його справу. p> Повернемося до діаграми стану гелію. Лінія рідина-пар на ній вже є, тепер можна нанести і лінію рідина-тверде тіло. І тут з'являється ще одна цікава обставина - дотична до цієї лінії при Т = 0 горизонтальна. Зазвичай тиск, при якому відбувається фазовий перехід, зростає із зростанням температури. Тиск насиченої пари
,
де q - теплота випаровування, що припадає на одну молекулу. Виходить, чим більше q, тим швидше падає до нуля при зменшенні температури. Але для гелію не падає до нуля і ми неминуче повинні прийти до висновку, що для гелію при Т? 0 теплота переходу теж прагне до нуля. Тільки за цієї умови q/T нескінченно не зростати, а зменшуватися до нуля. p> Власне, іншого не можна було й очікувати. Адже якби внутрішня енергія, наприклад, твердого гелію при T = 0 і P = Pф.п. була б хоч трохи менше, ніж рідкого, то, згідно з формулою Больцмана, було б неможливо спостерігати їх одночасно - число атомів гелію в рідкій фазі було б порядку, тобто дорівнює нулю.
Відсутність теплоти переходу було виявлено давно, і не тільки по залежності Рф.п. (Т), але прямими калориметричних вимірів. І вже почало здаватися, що більше ніяки...
