來源:《中國科學報》 第3版 綜合
發(fā)布時間:2024-03-28
本報訊(見習記者孫丹寧)中國科學院大連化學物理研究所研究員史全團隊在低溫量熱儀器研制方面取得新進展,研制了一臺Gifford-MacMahon(G-M)式制冷絕熱量熱儀,實現(xiàn)了無液氦環(huán)境下4~100K溫區(qū)凝聚態(tài)物質(zhì)熱容精密測量。相關成果近日發(fā)表于《科學儀器報告》。
熱容是與物質(zhì)狀態(tài)和能量性質(zhì)緊密相關的基礎熱力學參數(shù)。通過熱容測定,能夠獲得熵、焓、吉布斯自由能等熱力學函數(shù),還能在液氦溫區(qū)探究晶格、超導、磁性、相變等具有理論研究與應用價值的科學現(xiàn)象,為相關熱力學問題研究提供指導依據(jù)。
據(jù)介紹,絕熱量熱法是測量凝聚態(tài)物質(zhì)熱容最準確、可靠的方法。此前,團隊先后在4.2~600K溫區(qū)建立了一系列精密絕熱量熱儀器。然而,這些儀器需使用液氮或液氦以獲得低溫測量環(huán)境,實驗成本高且操作煩瑣,成為絕熱量熱技術發(fā)展與低溫熱容研究的瓶頸之一。
針對上述問題,研究團隊利用無液氦閉循環(huán)G-M制冷機獲取液氦溫度,研制出了一臺無液氦式低溫熱容絕熱量熱儀,實現(xiàn)了無液氦環(huán)境下液氦溫區(qū)凝聚態(tài)物質(zhì)熱容精密測量。經(jīng)標準物質(zhì)熱容測量驗證,量熱儀在4~100K溫區(qū)熱容測量精度±0.8%、準確度±1.5%,為液氦溫區(qū)熱容測量與相關熱力學問題研究提供了經(jīng)濟、便捷、可靠的量熱實驗手段。
相關論文信息:https://doi.org/10.1063/5.0159807
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