1. Forces interatomiques faibles:
* Les atomes d'hélium sont très petits et ont une très faible attraction les uns des autres. Cela est dû à leur configuration d'électrons à coque fermée, ce qui les rend très stables.
* Ces forces faibles, appelées forces de van der Waals, sont responsables de la maintien des molécules dans les liquides et les solides.
2. Énergie cinétique élevée:
* À température ambiante, les atomes d'hélium ont une énergie cinétique élevée. Cela signifie qu'ils se déplacent très rapidement et entrent constamment en collision les uns avec les autres.
* Les faibles forces interatomiques ne sont pas assez fortes pour surmonter cette énergie cinétique et maintenir les atomes ensemble à l'état liquide.
3. Température et pression critiques:
* Pour que toute substance se condense, elle doit être refroidie en dessous de sa température critique. À cette température, l'énergie cinétique des atomes est suffisamment faible pour que les forces interatomiques faibles surmontent.
* L'hélium a une température critique exceptionnellement basse de 5,2k. Cela signifie qu'il doit être refroidi au zéro presque absolu (0 Kelvin) pour les forces interatomiques faibles pour surmonter l'énergie cinétique des atomes.
4. Condensation à 4k:
* Lorsque l'hélium est refroidi en dessous de sa température critique de 5,2k, il commence à se condenser à l'état liquide.
* À 4K, l'énergie cinétique des atomes d'hélium est suffisamment faible pour que les forces interatomiques faibles les maintiennent dans un liquide.
* Un refroidissement supplémentaire à 2,17k transforme l'hélium liquide en superfluide, où il présente des propriétés étonnantes comme une viscosité nulle.
en résumé:
La basse température critique de l'hélium et les faibles forces interatomiques signifient qu'elle nécessite des températures extrêmement basses pour surmonter l'énergie cinétique de ses atomes et se condenser en liquide. Ce comportement unique fait de l'hélium un excellent liquide cryogénique pour des applications telles que la recherche de supraconductivité et les machines IRM.
