Volume efetivo de hélio líquido armazenado num dewar

Quando um dewar de volume hídrico VH litros contem v litros de hélio líquido, o volume VH-v estará ocupado por gás hélio, cuja temperatura estará próxima de 5K devido ao contato com o líquido. Isto é comprovado medindo-se o volume recuperado quando o dewar esquenta. Qual o volume de hélio líquido correspondente a esse gás? À temperatura 300K, num volume de 1m3 cabem 4/3L de hélio líquido. O volume (VH-v), em litros, é igual a (VH-v)/1000 m3, que a T=300K equivalem a (VH-v)/1000*4/3 litros de líquido. Pela lei do gás ideal (válida para o hélio à presão atmosferica e T~5K), o número de moles de hélio é inversamente proporcional à Temperatura. Logo, a 5K um volume dado contem 60 vezes mais moléculas de hélio do que o mesmo volume a 300K (pressão é fixa), Neste caso, para T=5K, o volume VH-v contem o equivalente a 60*(VH-v)/1000*4/3=0.08*(VH-v) litros de hélio líquido. Logo, o volume efetivo de hélio líquido armazenado no dewar será v+0.08(VH-v).

Dados do Dewar frio




Resultado de cálculo:
Volume equivalente de hélio líquido contido no Dewar (L): 484 .