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氦氣（He）作為自然界中最輕的惰性氣體，其導熱系數隨溫度變化表現出獨特的規律，在科研與工業領域具有重要應用價值。以下從不同溫度區間解析氦氣的導熱系數特性及其影響因素。

一、常溫區間（0℃至室溫）

在常壓下，氦氣的導熱系數在0℃時約為0.1426~0.1513 W/(m·K)。這一數值顯著高于其他常見氣體（如空氣約0.023 W/(m·K)），主要源于氦的單原子結構和輕質量，使其分子運動速率快，碰撞頻率高，能量傳遞效率優異。因此，氦氣常被用于熱導傳感器（如TCD傳感器），通過測量氣體帶走熱量的速率來檢測濃度變化。

二、低溫區間（液態氦至超流體態）

當溫度降至液態氦范圍（沸點-268.94℃），其導熱系數隨溫度降低顯著變化：

1. 液態氦（4.2K以上）：導熱系數約為0.01883 W/(m·K)，雖較氣態時下降，但仍高于多數液體。

2. 超流體態（低于2.18K）：氦氣轉變為超流體，導熱系數激增至銅的800倍（理論值），呈現“無粘滯流動”與極高效的熱傳導特性。這一反常現象源于量子效應，使氦原子形成協同運動的“玻色-愛因斯坦凝聚態”，成為超導磁體冷卻和量子物理研究的核心材料。

三、高溫區間（室溫以上）

隨著溫度升高，氦氣的導熱系數略有增加，但變化幅度較小。例如，在100℃時，導熱系數約0.157 W/(m·K)。其高溫穩定性使其適用于高溫環境下的傳熱應用，如航天器熱管理系統。

四、影響因素與工程應用

1. 壓力與密度：高壓下液態氦導熱系數隨密度增加而提升，適用于超導設備的高效冷卻。

2. 同位素差異：3He與?He同位素在極低溫下的導熱特性略有不同，影響量子流體研究。

3. 工業應用：氦氣的導熱特性支撐了核磁共振成像（MRI）中的超導磁體冷卻、半導體晶圓制造中的溫度控制，以及航天燃料系統的熱管理。