Techniklexikon

Fontänen-Effekt

Supraleitung, Tieftemperaturphysik und -technik , thermomechanischer Effekt, ein Effekt in suprafluidem Helium (Suprafluidität), bei dem zwei mit He-II gefüllte Behälter durch eine nur für die supraflüssige Phase durchlässige Kapillare (Superleck) verbunden sind. Wird eine der beiden Seiten nun extern beheizt (z.B. elektrisch), so strömt Helium in das wärmere Gefäss, bis ein Gleichgewichtsdruck p + Dp erreicht ist. Dp kann durch einen von London aufgestellten Ausdruck berechnet werden:

.

Dabei ist s = S / m die auf die Masse bezogene spezifische Entropie. Für T₁ = 0,2 K und T₂ = 0,95 K ist Dp»2,7 hPa. Die Gleichung folgt aus dem Zweiflüssigkeitsmodell. Der Effekt kann auch analog zum Aufbau des osmotischen Drucks an einer semipermeablen Wand verstanden werden. Die Pumpwirkung des Effekts wird bei der Fontäneneffektpumpe ausgenutzt, die ganz ohne bewegliche Teile arbeitet.

Fontänen-Effekt: links: die Flasche ist unten mit einem »Superleck« (nur für die supraflüssige Phase durchlässig) verschlossen. Der Strom I heizt die Flüssigkeit in der Flasche, wodurch dort der Druck ansteigt. Rechts: Bei starker Heizung kommt es zur »Fontäne«.