Теплоемкость плазмы

Давление и энтропия в плазме меньше, чем у идеального газа, кз-за преобладающего влияния сил притяжения. Теплоемкость плазмы получается больше теплоемкости идеального газа, так как энергия расходуется в двух направлениях на изменение кинетической энергии частиц и на изменение средней потенциальной энергии взаимодействия между противоположно заряженными частицами. Такой учет электрического взаимодействия дает возможность сделать лишь приближенные расчеты, так как определение коллективного взаимодействия многих частиц между собой представляет огромные трудности. [c.232]

Теплоемкость плазмы при практических расчетах можно определить не только по уравнениям (803), (804), (809) и (810), но и графи- [c.400]

Зависимость теплоемкости плазмы аргона (а) и водорода (б) от темпер атуры и давления показана на рис. 176. В областях диссоциации и ионизации при поглощении большего количества теплоты теплоемкость плазмы резко возрастает, а затем снова снижается. При вторичной ионизации на кривой изменения теплоемкости появляется новый пик и т. д. Изменение показателя к изоэнтропы по температуре и давлению (рис. 177) показывает, что от величины 5/3, характерной для идеального газа, показатель изоэнтропы резко падает в областях [c.435]

Удельная теплоемкость плазмы при постоянном объеме также не зависит от воздействия магнитного поля. Действительно, [c.445]

Термическое уравнение состояния плазмы, ее энтропия и теплоемкость могут быть определены с помощью формул [c.218]

Давление и энтропия плазмы меньше, чем идеального газа, что объясняется преобладанием в ней сил притяжения. Теплоемкость же плазмы больше теплоемкости идеального газа, что физически также ясно при повышении температуры плазмы приходится затрачивать энергию не только на увеличение кинетической энергии хаотического движения ее частиц, но и на увеличение средней потенциальной энергии взаимодействия между частицами вследствие изменения около каждой частицы облака противоположно заряженных частиц. [c.218]

Так как степень ионизации плазмы в канале МГД-генератора обычно не превыщает 1 %, ее теплоемкость практически не отличается от теплоемкости нейтрального газа. Для адиабатного процесса расщирения плазмы в канале [c.291]

Математическая модель рассматриваемой комбинированной энергоустановки состоит из трех частей. Первая из них предназначена для описания процессов, определяющих физические параметры рабочих тел, используемых в установке воды и водяного пара, равновесной низкотемпературной плазмы, кислородно-воздушного окислителя. К расчетным параметрам относятся термодинамические параметры (энтальпия, энтропия, теплоемкость, плотность) и параметры переноса (вязкость, теплопроводность, электропроводность). [c.107]

Найти теплоемкость однократно ионизованной плазмы и исследовать ее поведение в зависимости от температуры. Рассмотреть предельные случаи Г Г и Г Гк. Приближенно оценить, считая //Г ах 1, температуру Т зх, при которой теплоемкость максимальна, и С к ак [c.239]

Рис. 23.23. Удельная теплоемкость равновесной водородной плазмы [4 а— для р=10 атм б — для р=1 атм.

Процесс образования плазмы двухатомного газа отличается от процесса образования плазмы одноатомного газа. Отличие заключается в том, что ионизация атомов двухатомного газа наступает после диссоциации его молекул. Водород диссоциирует на 90% при температуре 4700° К, а азот при температуре около 9000° К (рис. 16). Различие вызвано разной энергией диссоциации этих газов. Другим важнейшим отличием одноатомных и двухатомных газов является разное теплосодержание и температура образуемой ими плазмы. На рис. 17 можно видеть, что при температуре 8000° К азот обладает в пять раз большим теплосодержанием, чем аргон. Это объясняется тем, что энергия, приобретаемая одноатомными газами в столбе дуги, определяется теплоемкостью и энергией ионизации, тогда как у двухатомных, помимо этого, большое количество приобретенной энергии обусловлено еще и диссоциацией молекул на атомы. В холодной зоне в результате рекомбинации ионов и электронов в одноатомный газ происходит выделение энергии, затраченной прежде на ионизацию. При использовании для образования плазмы двухатомного [c.20]

Критерий Прандтля. Наконец, на основании полученных результатов по вязкости и теплопроводности и данных [23] по теплоемкости воздушной плазмы был рассчитан критерий Прандтля Рг от 2000 до 20 000° К для давления от 10 до 10 атм. Результаты приведены на рис. 5. До 6000° К расчетные значения Рг колеблются в пределах от 0,4 до 1 и на рис. 5 осреднены пунктирной линией. [c.360]

Здесь — плотность материала частицы Ф — форм-фактор, характеризующий отношение площади поверхности частицы к ее миделевому сечению, например, для сферы Ф = 4 Я —теплосодержание потока плазмы Я и — теплосодержание и теплоемкость потока газа при температуре частицы. Исходя из этого [c.49]

Отсюда видно, что удельная теплоемкость при постоянном газовом давлении в плазме с наложенным поперечным магнитным полем уменьшается в зависимости от отношения магнитного и газового давлений. [c.446]

В средней (второй) части реза тепловая энергия вводится в металл преимущественно активным пятном дугового разряда. В нижней (третьей) части металлу передается энергия, приобретенная потоком плазмы в столбе дуги. Очевидно, что теплосодержание плазмы будет при этом складываться из энергии, необходимой для соответствующего повышения температуры газа, его диссоциации и ионизации. Условно теплосодержание плазмы можно обозначить произведением ее температуры Т и суммарной теплоемкости С. После Выделения плазмы из столба дуги ее теплосодержание будет постепенно уменьшаться на величину той энергии, которая передается разрезаемому металлу. [c.63]

Измерениям скорости звука в газообразных средах и парах при повышенных температурах (1000° С и выше) в настоящее время уделяется все большее внимание. Это связано с развитием новых областей науки и техники — реакторостроения, прямых методов преобразования тепловой энергии в электрическую, физики плазмы. Экспериментальные значения скорости звука в парах щелочных металлов могут быть использованы для расчета процессов истечения, сжимаемости, отношений теплоемкостей и ряда других термодинамических параметров. [c.110]

Соотношение (5.2) для энергии колебаний в моде частоты ю аналогично выражению для энергии фотонов (квантов света). Это позволяет рассматривать моду как квазичастицу, называемую тепловым фононом. Введение этого нового понятия является весьма плодотворным и, с математической точки зрения, значительно облегчает анализ тепловых колебаний кристаллической решетки. Представление о фононном газе в твердом теле широко используется при описании таких свойств, как теплоемкость, теплопроводность, тепловое расширение, электрическое сопротивление и др. В физике используются и другие квазичастицы плазмой (волна электронной плотности), магнон (волна перемагничивания), полярой (электрон + упругая деформация), экситон (волна поляризации среды). Эти квазичастицы являются модами соответствующих колебаний. [c.92]

В областях диссоциации и ионизации при поглош,епии большого количества теплоты теплоемкость плазмы резко возрастает, а затем снова снижается. При вто-pn4iioii ионизации на кривой изменения теплоемкости появляется новый пик [c.401]

Не зависит от наличия магнитного поля и удельная теплоемкость плазмы при постоянном обгюме [c.406]

Аналогично тому, как это имеет место при диссоциации, в случае ионизации в той области температур, где диссоциация происходит наиболее интенсивно [т. е. в районе перегиба изобары а=/(р. Г), где, следовательно, величина (,да1дТ)р проходит через максимум], теплоемкость плазмы проходит через максимум. [c.493]

Формула (20.6) показывает, что давление в плазме меньше, чем в идеальном газе, что объясняется так же, как и отрицательный знак поправки Д6/, преобладанием в плазме сил притяжения между ионами. Формула (20.7) указывает на то, что теплоемкость плазмы больше, чем у идеального газа. Это является следствием того, что тепло, подводимое к плазме при У = onst, тратится не только на увеличение кинетической энергии частиц, но и на увеличение потенциальной энергии сил взаимодействия между частицами плазмы. [c.102]

Теплоемкость плазмы при практических расчетах можно определять не только по уравнению (846), но и графическим дифференцированием, если известна зависимость I = /(Т) в соответствии с соотнэ-шением [c.435]

Теплоемкости определяются экспериментально (калориметрически), но они могут быть и вычислены теоретически, исходя из строения элементарных частиц и всего вещества в целом с достаточной степенью точности. При расчете теплоемкостей и энтальпий газов при высоких температурах, когда поглощение энергии газообразным веществом происходит вследствие возрастания энергии поступательного движения молекул, вращательного движения сложных молекул, колебательного движения атомов внутри молекул и расхода энергии на возбуждение электронных оболочек атомов, а в случае высокотемпературной плазмы (- 10 K) и на возбуждение ядерных структур (термоядерные реакции). Суммируя все расходы энергии, можно в общем виде представить уравнение теплоемкости газа следующим уравнением [c.255]

По значению внутренней энергии, используя дифференциальные уравнения термодинамики, можно определить изохорно-изотерми-ческий потенциал, энтропию, теплоемкость и другие параметры плазмы. [c.231]

Расчеты проведены для значений параметров, характерных для дейтерий-тритиевой плазмы, и для сферической волны. Естественно, что полученное решение имеет смысл на таких стадиях распространения волны, когда энергия, выделившаяся при экзотермической реакции, существенно превышает энергию инициирования. При выбранных значениях констант рассматриваемая задача по-прежнему имеет автомодельное решение, если задать потери тепла по зако-ну -Ар /Т И учесть движение среды, считая ее невязким совершенным газом. В расчетах отношение теплоемкостей принималось равным 5/3. На рис. 39 показан профиль температуры в волне с учетом потерь тепла в неподвижной среде. [c.153]

Дебай Питер Иозеф Вильгельм (1884—1966) ученый физик-химик, голландец по происхождению, работавший в Германии и США. Известен как один из авторов так называемой Дебай — Хюкелевской полуфеноменологической теории (1923), учитывающей эффект электростатических сил в таких средах как ионизированные растворы или плазмы. Наряду с Борном, Карманом и Эйнштейном уточнил Квантовую теорию теплоемкости. Вместе с П. Шеррером разработал новую методику рентгеновского анализа кристаллов в порошке, получившую широкое распространение в рентгеноструктурном анализе. Независимо от А. Комптоиа дал теорию Эффекта Комптона , вместе с Комптоном получил формулу для изменения длины волны рассеяния излучения, самостоятельно Дебай дал упрощенный вариант этой формулы, способствующий укреплению представления о кванте света как о частице (фотон). С именем Дебая связаны также дебаевская энергия, дебаевское уравнение дисперсии диэлектрической постоянной, дебаевское уравнение состояния твердого тела, дебаевское уравнение теплоемкости молекулы, содержащие так называемую дебаевскую функцию, дебаевская длина, дебаевский 7 закон, дебаевская теория колебаний кристалла, дебаевская единица, Дебая — Валлера уравнение н др. [c.577]

К середине 30-х годов был накоплен достаточный материал, чтобы газодинамические исследования выделились в самостоятельную область механики сплошной среды — газовую динамику, в которой были четко представлены два направления аэродинамика до- и сверхзвуковая. Тогда же первые шагя делала околозвуковая аэродинамика. С середины 40-х годов стали развиваться работы но аэродинамике гиперзвуковых скоростей. В каждом из направлений изучаются течения газа, которые отличаются друг от друга но величине параметра М — одной из основных характеристик течения газа. При этом рассматривается однородная сплошная среда (совершенный газ с постоянным отношением удельных теплоемкостей). Такие представления господствовали в газовой динамике до конца 40-х — начала 50-х годов, т. е. до того, когда были расширены рамки классической газовой динамики — включены в нее явления, в которых решающими и определяющими были физико-химические эффекты явления диссоциации, ионизации, излучения. Подобное расширение газодинамических представлений, наметившееся еще в конце XIX — начале XX в., явилось результатом бурного развития ракетной, а затем и космической техники. Рабочими скоростями стали скорости 3—5 а а — скорость звука) и более, значительно возросла температура обтекаемых тел. Наряду с новыми проблемами для сверх- и гиперзвуковых скоростей, связанными с учетом физико-химических превращений газа, появились новые дисциплины на стыке газовой динамики с физикой и химией — магнитная газодинамика, динамика плазмы. В связи с полетами в высоких слоях атмосферы, а затем и в космическом пространстве исследователи стали заниматься аэродинамикой разреженных газов, [c.308]

Для лазера с заданными параметрами средняя скорость сверления зависит от толщины листа, материала и его структуры, температуры его испарения и физических свойств теплопроводности к), теплоемкости (ср), плотности (р) и фазового состояния выбрасываемого вещества (плазма, пар, капли). Средняя скорость сверления материала, приходящаяся на 1 Вт средней мощности излучения, обратно пропорциональна величине (ксрр). Скорость сверления пропорциональна средней мощности излучения и корню квадратному из времени сверления. Также следует подчеркнуть, что поскольку время выброса материала имеет конечное значение, то средняя скорость сверления гораздо ниже скорости сверления за время одного импульса. Удаление [c.238]

Рис. 23.24. Зависимость отношения удельных теплоемкостей pl y = Y для равновесной водородной плазмы от температуры.

На рис. 6.5 приведены нестационарные температуры монокристаллов Si (толщиной 0,45 мм) и GaAs (толщиной 0,4 мм) в плазме ВЧ-разряда, полученные с помощью интерферограмм в отраженном свете на длине волны 1,15 мкм. Площади кристаллов составляют 13 см (Si) и 12,6 см (GaAs), теплоемкости единичной площади 0,74 Дж/см К (Si) и 0,75 Дж/см К (GaAs). Отличия кинетики нагрева при высоких [c.138]

Установившаяся температура кристалла в химически нейтральной плазме близка к температуре нейтрального газа в разряде. При протекании химических реакций на поверхности температура кристалла может превышать температуру газа вследствие экзотермического эффекта реакции. Такой температурный режим нежелателен при проведении технологических процессов, поэтому предпринимались попытки уменьшить нагрев пластин путем введения в реактор перфорированного цилиндра, расположенного коаксиально с корпусом реактора. Перфорированный цилиндр выполнен из алюминиевого листа толш,иной 1 мм. В цилиндре имеется несколько тысяч отверстий диаметром 2-ЬЗ мм, коэффициент прозрачности цилиндра (отношение плош,ади отверстий к плош,ади стенки цилиндра) обычно составляет 0,4-ь0,5. Подложки помеш,ают внутри перфорированного цилиндра. Считается, что сквозь отверстия проникают в основном химически активные частицы. Однако фактически цилиндр не приводит к снижению установившейся температуры подложек вследствие своей большой теплоемкости он просто увеличивает время нагревания подложек и при этом замедляет скорость химической реакции. На рис. 6.34 показана температурная кинетика монокристалла 81 диаметром 100 мм и толш,и-ной 0,46 мм в кварцевом цилиндрическом реакторе без цилиндра и с цилиндром. Постоянные времени нагревания кристалла суш,ественно отличаются т 150 с для края и т 170 с для центра кристалла в реакторе без цилиндра, тогда как для кристалла в цилиндре т 540 с. Установившаяся температура кристалла в обоих случаях примерно 220 °С. [c.177]

Для обеспечения максимальной скорости нагрева лабораторного образца через него пропускают электрический ток или нагревают потоком плазмы (рис. 40). В подавляющем большинстве случаев тепловая защита предназначена для разового использования, поэтому оценка термостойкости сводится к выявлению шоведения материала при однократном быстром разогреве образца до рабочей температуры. Указанный метод оценки термостойкости не применим для теплоемких и разрушающихся покрытий с поверхностным и внутренним уносом массы. [c.79]

Если в замагниченной плазме поддерживается постоянное давление газа р, то поперечное магнитное поле влияет на удельную теплоемкость при постоянном давлении [c.445]

Уравнения (44) и (47) позволяют получить представление о желательных физических свойствах металла наконечника. Он должен обладать высокими теплопроводностью, плотностью, теплоемкостью, температурой и теплотой плавления. В. многочисленных экспери.ментах были испытаны сопла из. меди, стали, вольфрама, графита, карбида кремния и других материалов. Наиболее благоприятные результаты показали медные охлаждаемые сопла стойкими оказались сопла, изготовленные из бронзы Бр.Х0,5. Этот спла-в, теплопроводность которого очень близка к теплопроводности меди, содержит 0,4—1,0% хрома и отличается значительной твердостью при высоких температурах. По-видимому, благодаря это.му эрозия металла потоком дуговой плазмы уменьшается. [c.88]

Учитывая благоприятные физико-химические свойства гелия — инертного, одноатомиого газа с довольно высокой теплоемкостью и коэффициентом теплопроводности, его исследовали в экспериментах как возможный вспомогательный газ, служащий для возбуждения вспомогательной дуги, и как плазмо-образующнй газ, выполняющий защитные функции взамен аргона в водородосодержащих смесях или выполняющий функции теплоносителя взамен водорода в безводородных с.меся.х. [c.49]

К этому следует добавить, что атом воспринимает энергию не только как целое. Энфгия может затрачиваться на возбуждение электронов и даже в конечном итоге при величине воспринятой энергии, равной энергии ионизации, на отрыв электрона. Этот процесс, происходящий при отрыве от атома каждого следующего электрона, вызывает резкие ступенчатые изменения энтальпии плазмы, которым при возрастающей температуре соответствуют максимумы теплоемкости, сопровождающиеся последующими спадами. [c.381]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...