Чудо  - Рациональность - Наука - Духовность

Клуб Исследователь - главная страница

ЖИЗНЕННЫЙ ПУТЬ - это путь исследователя, постигающего тайны мироздания

Чем больше знаешь, тем больше убеждаешься что ни чего не знаешь...

Главная

Библиотека

О клубе
ГАИ "Алтай-Космопоиск"
Путеводитель по Алтаю
Маршруты (походы)
   Туризм

X-files

Наука и технологии

Техника и приборы

Косморитмодинамика

Новости

Фотоальбомы

Видеоальбомы

Карты (треки)

Прогноз погоды

Контакты

Форум

Ссылки, баннеры

 

Наш сайт доступен

на

52 языках

 

 
Если вам понравился сайт, то поделитесь со своими друзьями этой информацией в социальных сетях, просто нажав на кнопку вашей сети.
 
 
 
 
 
  Locations of visitors to this page
LightRay Рейтинг Сайтов YandeG Яндекс цитирования Яндекс.Метрика

 

Besucherzahler

dating websites

счетчик посещений

russian brides

contador de visitas

счетчик посещений

 

 

Здесь

может быть ваша реклама.

 

Наука и технологии

Виртуальный фонд естественнонаучных и научно-технических эффектов "Эффективная физика"
А  Б  В  Г  Д  Е  Ж  З  И  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Ы  Э  Ю  Я   По связи разделов
Механокалорический эффект
Охлаждение сверхтекучего жидкого гелия, вытекающего из сосуда через узкий капилляр под действием разности давлений, сопровождаемое разогревом гелия, остающегося в сосуде

Анимация

Описание

Явление охлаждения сверхтекучего жидкого гелия при температуре , где  - температура фазового перехода, вытекающего из сосуда через узкий капилляр под действием разности давлений, сопровождаемое разогревом гелия, остающегося в сосуде.

Обратный процесс - термомеханический эффект (эффект фонтанирования) появление в сверхтекучей жидкости разности давлений (градиента давлений), обусловленной разностью температур (градиентом температур)(302007).

Жидкий гелий (4Не) - бесцветная прозрачная жидкость, кипящая при атмосферном давлении при температуре 4,44 К. Затвердевает жидкий гелий при давлении больше 25 атмосфер. При температуре  и давлении насыщенных паров 4Не испытывает фазовый переход второго рода. Гелий при   называется НеI, а при  называется НеII. При  наблюдается аномалия теплоемкости. Теплопроводность НеII в миллионы раз превосходит теплопроводность НеI. Такое различие в величине теплопроводности приводит к резкому отличию в поведении НеI и НеII. НеI бурно кипит, а НеII представляет жидкость со спокойной поверхностью.

Объяснение было дано Л.Д .Ландау на основе двухкомпонентной модели жидкого гелия. Суть этой модели заключается в том, что НеII представляет собой жидкость, содержащую две компоненты: нормальную и сверхтекучую. Каждая компонента характеризуется своей плотностью и скоростью. Полная плотность r = rn + rs есть сумма плотностей компонент (индексы n и s здесь и дальше относятся к характеристикам соответственно нормальной и сверхтекучей компонент).Таким образом, в каждой точке пространства можно указать две скорости движения: скорость сверхтекучего движения и скорость нормального движения . В покоящемся НеII различие между сверхтекучей и нормальной компонентами не обнаружено; оно проявляется лишь при течении НеII. Поэтому точнее было бы говорить не о существовании двух компонент в НеII, а об одновременном сосуществовании двух движений - нормального и сверхтекучего.

В двухкомпонентной модели предполагается, что нормальная компонента обладает всеми обычными свойствами движения вязкой жидкости, в то время как сверхтекучая компонента движется без трения и не осуществляет перенос теплоты.

При этом обе компоненты могут свободно перемещаться относительно друг друга без трения, а сверхтекучая компонента не обладает трением при соприкосновении со стенками сосуда, в котором они находятся.

В случае механокалорического эффекта, если НеII вытекает из сосуда по узкому капилляру, то капилляр действует как фильтр и пропускает только сверхтекучую компоненту, которая не несет теплоты. Поэтому в сосуде, из которого вытекает НеII, нет потери теплоты, а полная масса уменьшается и, следовательно, энергия в расчете на единицу массы возрастает, т е. остающийся в сосуде НеII нагревается. Наоборот, если НеII втекает в сосуд по узкому капилляру, то энергия на единицу массы в сосуде уменьшается и происходит охлаждение НеII в сосуде.

Временные характеристики

Время инициации (log to от -3 до 1);

Время существования (log tc от 13 до 15);

Время деградации (log td от -3 до 1);

Время оптимального проявления (log tk от -2 до 0).

Диаграмма:

Технические реализации эффекта

Техническая реализация эффекта

Опыт Дж.Доунта и К.Мендельсона (рис. 1).

 

Опыт Дж. Доунта и К. Мендельсона

 

 

 

Рис. 1

 

При быстром вытекании сверхтекущего жидкого гелия 1 из закрытого сосуда Дюара 2 через мелкопористую пробку температура в сосуде повышалась (примерно на 0,01 К); 3 - термометр сопротивления, 4 -пробка из мелкого корунда, 5 - струя гелия. Перед опытом сосуд был погружен в жидкий сверхтекущий гелий 6.

Применение эффекта

Физический эффект применяется в криогенной технике (рис. 2).

 

Криогенная установка

 

 

Рис. 2

 

Обозначения:

1 - горловина с капиллярными каналами;

2 - емкость для стекающего (охлажденного) гелия;

3 - насос;

4 - резервуар с жидким гелием.

Литература

 1. Фастовский В.Г. Криогенная техника.- М.: Наука, 1974.- С.214.

 2. Физический энциклопедический словарь.- М.: Советская энциклопедия, 1984.- С.944.

 

Ключевые слова

  • гелий
  • нормальная компонента
  • сверхтекучая компонента
  • температура гелия
  • температура фазового перехода
  • механокалорический эффект
  • термомеханический эффект

Разделы естественных наук:

Жидкости
Квантовая механика
Фазовые переходы
Физико-химические явления

Формализованное описание Показать