ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Термодинамика сверхпроводников из "Термодинамика, статическая физика и кинетика Изд.2 " Многие металлы и сплавы при низких температурах, близких к о К, испытывают фазовое превращение, переходя в так называемое сверхпроводящее состояние. Наиболее бросающимся в глаза свойством вещества в этом состоянии является полное отсутствие сопротивления прохождению электрического тока, что и было обнаружено уже в первых экспериментах (1911 г., Камерлинг - Оннес). Следует отдавать себе отчет в том, что ток, протекающий по проводнику, представляет собой неравновесный процесс, связанный с существованием потока заряженных частиц, и поэтому эффект исчезновения сопротивления не есть объект изучения термодинамики равновесных процессов и должен изучаться кинетикой. [c.149] Отметим, что с аналогичной ситуацией мы сталкиваемся при изучении жидкого гелия. Вязкость как неравновесный процесс выравнивания скорости направленного движения не входит в компетенцию термодинамики. Однако сверхтекучая и нормальная модификации гелия (Не I и Не II) представляют собой две термодинамические фазы, а превращение одной в другую — фазовый переход второго рода. Поэтому переход металла из нормального состояния в сверхпроводящее в отсутствие тока и превращение Не I в Не II при отсутствии потока жидкости могут изучаться термодинамическими методами. [c.150] Так как нормальная проекция индукции В непрерывна на границе, то линии внешнего магнитного поля касательны к его поверхности. [c.150] Переход из нормального в сверхпроводящее состояние происходит в отсутствие внешнего поля при определенной характерной для данного сверхпроводника температуре, называемой критической температурой Тк. При наличии внешнего поля переход из нормального в сверхпроводящее состояние или обратный переход существенно зависит от формы сверхпроводника и может происходить неодновременно в его разных точках, если поле неоднородно вдоль поверхности образца. [c.150] Ограничимся поэтому рассмотрением цилиндрического сверхпроводника, ось которого параллельна направлению внешнего магнитного поля Н, так что поле на боковой поверхности этого цилиндра (не обязательно кругового) одинаково во всех его точках. В таком цилиндрическом образце сверхпроводимость исчезает, если напряженность внешнего поля достигает некоторого критического значения Як. Величина критического поля зависит от температуры Як = Як(Г) и обращается в пуль при Тк. [c.150] Кривая на рис. 49 есть кривая точек фазового перехода из л-состояния в -состояние и обратно. [c.151] Если образец находится в поле с напряженностью Н, параллельном оси цилиндра, то из-за непрерывности тангенциальной составляющей напряженности поля напряженность поля внутри цилиндра также равна Н. [c.151] Так как Нк Т) — монотонно убывающая функция, то Я 0. Следовательно, тепло поглощается при переходе из сверхпроводящего состояния в нормальное и выделяется при обратном переходе. [c.153] Что касается знака разности объемов, то он, как видно из формулы (29.10), определяется знаком (ЭЯк / 5Р)т, который у разных сверхпроводников может быть, как показывает опыт, и положительным и отрицательным. [c.153] Если переход из -состояния в -состояние или наоборот совершается при Я= о, то Т к(О) и Як = 0. В этом случае скачки энтропии и объема равны нулю, и правая часть уравнения (29.12) оказывается неопределенностью типа 0/0. Переход в этом случае является фазовым переходом второго рода. [c.153] Вернуться к основной статье