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氦气基本信息
氦气，英文名helium，其在化学上的标识为EINECS号275-187-7。这是一种稀有气体单质，由单一的氦原子聚合而成，分子量为003。在标准状态下，氦气是无色、无味、无臭的气体，常温下处于气态，因其极低的临界温度（3K）而成为最难液化的气体之一。
在低温技术与设备研究领域，氦-4和氦-3是备受关注的两种稀有气体。氦-4，化学符号为He-4，是最常见的氦同位素，由于其稳定的原子结构和在低温环境下的优良特性，广泛应用于氦气冷却、磁共振成像（MRI）以及低温科学研究等领域。
氦-3，作为自然界中的一种稀有同位素，具有独特的物理性质。三位科学家通过精密实验，揭示了氦-3在超低温条件下展现出的非同寻常的超流动性现象。这一现象的发现，不仅极大地拓宽了人们对物质在极端条件下的理解，而且为探索量子力学的基本原理提供了新的视角。
液态的氦气在什么温度会沸腾?
液氦的特性是它是一种容易流动的液体，沸点极低，在-269℃时就会沸腾，是唯一能够接近绝对零度的物质。液氦在全球顶尖科学研究和现代化工业技术中占据着非常重要的位置。液氦的主要用途包括作为气冷式核反应堆的工作流体、低温超导冷冻剂、低温环境原子测距等。
各种液体或气体在各种温度下都有可能液化或气化。这同液体和气体所处的温度和环境气压有关。以水为例：在标准大气压下，水的沸点是100℃，水会大量气化，但是在低压的情况下，水的沸点就不是100℃，甚至但压力降到一定程度零度的水也可以直接沸腾，也就是水的沸点会跟着压力降低。
由于它的导热率如此之高，其内部不可能出现温差，因而永远不会沸腾，液面始终平静如镜。卡皮察把这种现象称作“超流动性”。原来，当液氦继续冷冻时会变成另一种物理状态，即“超流体”。
此时温度急剧升高，液氦大量挥发，磁场强度迅速下降，即为失超。失超发生时，液氦的温度会迅速升高。容易理解，此时的液氦的从液体变为气体，体积会迅速膨胀，如果不能恰当的将其排出扫描间，将会对病人造成极大的伤害。所谓失超管，就是在失超发生时，能及时的将氦气迅速、恰当的输送到合理的位置的管道。
SLAC 低温部门主任埃里克·福夫（Eric Fauve）解释道：“在海平面上，纯水的沸点为 212华氏度（100摄氏度），但这种沸点会随压力而变化。例如，在高压锅中，压力较高，水在250华氏度（121摄氏度）沸腾，而在海拔高度则相反，那里的压力较低，水在较低的温度沸腾。
什么情况下,氦气会爆炸呢?
1、氦气爆炸的三个条件是： 高压：氦气的沸点非常低，只有-2697°C。因此，在常压下，氦气是不会燃烧的。但是，如果将氦气压缩到极高的压力下（例如超过30MPa），它就可以与空气中的氧气发生反应，产生火焰和爆炸。
2、若气球材质无法承受这种膨胀带来的压力增加，就可能导致气球爆炸。另外，如果氦气球受到尖锐物体的撞击、摩擦，致使气球表面破损，球内气体瞬间大量涌出，也会产生类似爆炸的效果。在实际生活中，曾有在高温环境下，氦气球突然爆开的情况发生。
3、高温环境是引发氦气爆炸的重要因素之一，因为高温可以增加气体分子的运动速度，从而增加碰撞和反应的机会。氦气的浓度达到可燃范围也是关键，只有氦气浓度处于一定范围内，才能形成可燃混合物。锐利物体的存在是引爆氦气爆炸的重要因素，因为可以提供足够的能量来引发链式反应。
4、另外，如果氦气球受到尖锐物体的撞击、刮擦，使气球表面破损，也可能引发爆炸。还有，在充装氦气时，如果操作不当，过量充装导致气球过度膨胀，同样有爆炸风险 。
5、氦气是不会发生化学性的爆炸，因为氦气是惰性气体，不易与其他物质反应，不易发生化学反应爆炸，相对安全。在室温和大气压力下，氦是无色、无味的气体。它在干空气中的体积含量为24×10-6。是人类发现临界温度最低的物质。进行低压放电时显深黄色。
6、一方面，当氦气球所处环境温度过高时，球内的氦气会受热膨胀，导致气球内部压力急剧增大。当压力超过气球所能承受的极限时，气球就会破裂爆炸 。比如在炎热的夏日，将氦气球长时间放置在阳光直射且封闭的车内，车内温度快速升高，就可能引发这种情况。
在一个大气压下,一升液态氦气转化为气体的体积?
1、在标准大气压下，液态氦气的沸点为零下2692摄氏度。若在此温度下，一升液态氦气完全转化为气体，其体积将显著膨胀。液态氦在标准大气压下的密度为1273克/升，而气态氦的密度为1757克/升。因此，一升液态氦气在沸点转化为气态后，其体积将增至大约443升，即膨胀了约7倍。
2、由此可知，一升液态氦为1273 g，气态为1273 /1757=443L，体积膨胀了7倍多。而一个标准大气压（101325Pa），室温25摄氏度时，氦气密度0.16353 g/L。这样算的话一升液态氦为1273 g，室温25摄氏度气态氦为1273 /0.16353=7673 L，体积膨胀了700多倍。
3、mol氦气在标况下是24L 其实，1mol任何气体在标况下（0℃，1标准大气压），其体积都是24L。液体的汽化潜热和压强，温度都有关系。临界压力时，液氦在沸点下，液氦的汽化潜热（也叫蒸发热）是4kJ/kg，因此在该条件下液化热也是4kJ/kg，只不过汽化时吸热，液化时放热。
4、在1个大气压下，氦气的密度为0.1786克/升，液态密度则在2K和100.312kPa的条件下达到122克/升，其比重相对空气仅为0.14。氦气的沸点为3K，熔点则需要在26atm的压力下才会出现，为0K。临界温度为3K，临界压力为0.228兆帕。
5、一瓶氦气的容量为40升，压力为10兆帕，而一个普通气球的容量大约为10升，压力为一个大气压即0.1兆帕。如果将一瓶氦气的压力转换为与气球相同的压力，理论上可以充填400个气球。这个计算基于气球压力的假设，实际上具体气球的体积和形状会对其充填数量产生影响。
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