Свободная энергия плазмы

При температуре 10 К необходимо учитывать излучение, добавляя к выражению (10.84) свободную энергию излучения (10.77). Тогда свободная энергия плазмы в этих условиях [c.218]

Полученное выражение свободной энергии плазмы является характеристическим, поэтому с его помощью можно определить остальные термодинамические параметры плазмы давление [c.399]

Этот результат весьма полезен с математической точки зрения, так как ясно показывает причину непригодности как Я-разложения, так и вириального разложения. Действительно, поскольку Ид из этого результата следует, что главная поправка к свободной энергии имеет порядок Наличие полуцелых степеней указывает на то, что свободная энергия плазмы не является аналитической функцией Я, или п. Начало отсчета в обоих случаях (Я = О или га = 0) является точкой ветвления функции Ос (Я, га). Следовательно, эту функцию нельзя разложить в ряд Тейлора вблизи начала отсчета именно такой результат мы и получили. [c.251]

Свободная энергия плазмы Р Т, V) [c.434]

Энергия плазмы, находящейся в свободном состоянии в каком-то объеме, уменьшается во времени за счет излучения, теплопроводности и диффузии частиц плазмы за пределы этого объема. В итоге плазма самопроизвольно расширяется и охлаждается. Потери энергии излучением резко возрастают при увеличении заряда ядер в плазме. Поэтому необходимо предварительное вакуумирование объема, занимаемого термоядерной [c.153]

Мы получили выражение для внутренней энергии в чужих переменных Т, V (вместо 5, V). В соответствии с общими принципами, изложенными в 19, мы должны перейти к описанию термодинамических свойств плазмы с помощью своей термодинамической функции для переменных Г, V, а именно свободной энергии F. Используем для этой цели уравнение Гиббса - Гельмгольца и вытекающее из него соотношение [c.101]

Коллективные эффекты в плазме I 246, II 46, 80 Кольцевые диаграммы равновесной плазмы I 249 Конфигурационная свободная энергия I 210 --— газа со слабым взаимодействием I 229 [c.392]

Самосогласованное поле в плазме I 246, II 45 Сверхтекучесть I 206 Свободная энергия I 146, 148 [c.394]

Пример 7. Дисперсия в ионосфере. В п. 2.4 (пример 6) мы дали простую модель плазмы в ионосфере Земли и определили частоту (Ир свободных колебаний плазмы. В этой модели мы пренебрегли движением положительных ионов, а также затуханием движения свободных электронов. (В действительности суш,ествует затухание, обусловленное столкновениями между электронами и ионами, при которых энергия колебаний переходит в беспорядочную тепловую энергию.) Уравнение движения отдельного электрона с зарядом д и массой М имеет вид [c.175]

В дополнение можно отметить, что для диссипативной системы неприменимы термодинамические понятия, такие, как внутренняя или свободная энергия. В этой связи с самого начала можно было ожидать невозможности придать простой энергетический смысл отдельным членам в феноменологическом законе сохранения энергии. В силу сказанного становится понятным, почему в п. 1.2 принцип возрастания энтропии при исследовании тензора еу(м, к) удавалось учесть только при вещественных и А . Сделать то же самое и вообще детальнее исследовать энергетические соотношения для диссипативной системы (или для непоглощающей среды, но при комплексном к) можно только в результате более полного анализа свойств системы, требующего знания не только проницаемости Е/у( ), к). Результат такого анализа был в качестве примера приведен выще для простейшей модели плазмы (подробнее см. [41]), [c.102]

Одним из важнейших параметров ионизированного газа является давление. Если давление выше 10 бар, то среда считается сплошной, В области, где р = (1Q- —10 ) бар, газ — не сплошная среда, не простая совокупность независимых частиц, так как в этой области средняя длина свободного пробега частиц соизмерима или превосходит размер области, где идет изучаемый процесс. При более низких давлениях газ можно считать совокупностью движущихся независимо друг от друга частиц. Если энергия взаимодействия между частицами мала по сравнению с кинетической энергией частиц, то давление (в барах) в плазме можно определить из уравнения состояния идеального газа [c.230]

Альфвеновские волны — самая распространенная ветвь колебаний в лабораторной и космической плазме. Они играют вджную роль в процессах ускорения частиц в магнитосфере Земли, турбулентном перемешивании плазмы и Т.Д. При учете дисперсии эта мода зацепляется за дрейфовую, что приводит к обменному взаимодействию между волной и плаз мой из-за неоднородности. В результате свободная энергия плазмы, связанная с неоднородностью, под влиянием диссипации переходит в вихревые движения. В области пересечения мод эффектами конечного ларморовского радиуса ионов можно пренебречь, как не влияющими на зацепление, а учесть только эффекты продольного электрического поля. Выше бьши получены уравнения, учитывающие такие эффекты. С помощью этих уравнений выше было показано, что альфвеновские волны организуются в виде вихревых трубок с экспоненциально сильной локализацией. Проведенное здесь исследоващ1е их энергии показывает, что в неоднородной плазме она может стать отрицательной. Поэтому их образование выгодно энергетически подобно конденсации пара в капле жидкости. Такие вихри могут существовать и расти в плазме с широм, ус- [c.148]

АГРЕГАТНЫЕ СОСТОЯНИЯ вещества (от лат. aggrego — присоединяю) — состояния одного и того же вещества в разл, интервалах темп-р и давлений. Традиционно агрегатными считают газообразное, жидкое и твёрдое состояния, переходы между к-рыми сопровождаются скачкообразными изменениями свободной энергии вещества, энтропии, плотности и др. физ. характеристик. С увеличением темп-ры газов при фиксир. давлении они переходят в состояние частично, а затем полностью ионизованной плазмы, к-руш также принято считать А. с. С увеличением давления (в звёздах) вещество переходит в состояние вырожденной плазмы, нейтронной жидкости и т. д. [c.23]

НЕУСТОЙЧИВОСТИ ПЛАЗМЫ — самопроизвольное нарастание отклонений от невозмущённого квазиста-ционарного состояния плазмы (состояния равновесия, стационарного течения и т. и.), связанное либо с пространств. неоднородностью плазмы, либо с неравновесным распределением по скоростям. С энергетич. точки зрения для возникновения Н, и, необходим нек-рый избыток свободной энергия (над термодинамически равновесной) в невозмущённом состоянии плазмы. [c.345]

Равновесные МГД-конфигурации могут обладать избытком свободной энергии в виде энергии магн. поля и энергии теплового расширения плазмы. Это т. н. к о н-фигурационный избыток свободной энергии. Высвобождение избытка энергии магн. поля при перестройке конфигурации является источником наиб, быстро развивающейся разновидности МГД Н. п. Примером может служить токовая неустойчивость плазменного шнура, сжатого магн. полем протекающего по нему тока (наблюдается при пинч-эффекте). Наиб, радикальным методом стабилизации конфигураций подобного типа является наложение достаточно сильного продольного магн. поля Дц > Д(рХ /2лг, где Яф — магн. поле собств. тока г — радиус плазменного шнура, — продольная длина волны возмущения. Высвобождение конфигурац. избытка энергии при тепловом расширении плазмы связано с желобковой неустойчивостью, к-рая представляет собой возмущения в виде вытянутых вдоль силовых линий магн. поля языков, расширяющихся поперёк силовых линий в сторону ослабевающего магн. поля. Возмущения подобного типа приобретают характер перестановок целых элементарных силовых трубок магн. поля, заполненных плаз-мбй. Желобковая Н. п. является МГД-аналогом конвективной неустойчивости в обычной гидродинамике. [c.346]

МногокомпонентБость плазмы также приводит к дополнительным Н. п., наиболее важным среди к-рых является широкий класс дрейфовых Н. п. Источником свободной энергии здесь служит тепловая энергия плазмы, удерживаемой магн. полем. Вследствие неоднородности давления плазмы электроны и ионы дрейфуют в разные стороны со скоростью в г/гя раз меньшей, чем тепловая скорость ионов (гя — средний ларморовский радиус ионов), и т. о. создают слабый ток в плазме, возбуждающий т. н. дрейфовые волны. Как правило, характерные инкременты дрейфовых Н. п. по крайней мере в г/гя меньше идеальных МГД неустойчивостей. Многие диссипативные МГД 11. п. имеют свои аналоги в бесстолкновительной плазме, где диссипация энергии обусловлена взаимодействием плазменных волн с группой резонансных частиц. [c.347]

ТУРБУЛЕНТНОСТЬ ПЛАЗМЫ — хаотическое, детально невоспроизводимое пространственно-временное изменение параметров плазмы, неустойчивой относительно возбуждения сразу многих её степеней свободы (колебаний, волн и вихрей разл. типов) до уровня, заметно выше теплового. В отличие от обычных, тоже нерегулярных, флуктуаций вблизи устойчивого термодинамич. равновесия для Т. п. характерно именно наличие в плазме неустойчивости, т. е. избыточной свободной энергии, вводимой в неустойчивые моды (степени свободы) внеш. источниками, граничными или начальными условиями. За счёт нелинейных взаимодействий эта энергия перераспределяется между всеми модами и возмущениями разл. пространств, масштабов и диссипирует в тепло за счёт вязкости, резистивности [c.183]

С учетом различных состояний возбуждения, которые возникают во время механического воздействия в твердой фазе и ее окружении, Тиссен разработал модель процесса. Из этой модели следует, что во время механического активирования возможно состояние с более высоким возбуждением, чем данный Смекалем энергетический предел— теплота плавления как верхняя граница избыточной свободной энергии. Эта модель вошла в литературу как модель плазмы, в ней обходятся без приме- [c.443]

Помимо механизма тепловыделения химической природы, о котором речь шла выше, существуют и другие механизмы теплоподвода к газу. При очень высокой температуре—порядка сотен миллионов и миллиардов градусов—в некоторых газах (находящихся при этих условиях в плазменном состоянии, т. е. представляющих собой смесь тяжелых частиц—ионов и легких частиц—свободных электронов) могут происходить ядерные реакции с превращением огромной энергии ядерных связей в конечном счете в тепловую энергию плазмы. При ЭТОМ механизмы распространения зоны тепловыделения, связанные с переносом тяжелых частиц (ионная теплопроводность и диффузия), перестают быть главными, основными же становятся электронная теплопроводность, излучение и диффузия высокоэнергетических нейтронов. Эти механизмы могут в некоторых случаях обеспечивать распространение зон тепловыделения (так называемого ядерного горения) с громадной скоростью (в дейтерий-тритиевой смеси с плотностью порядка 0,22 г/см скорость составляет 10 —10 км/с), превосходящей скорость звука, определяемую тепловым движением тяжелых частиц—ионов, не только в холодной смеси, нов некоторых случаях и в продуктах реакции. [c.109]

Существование поверхностных плазмонов было впервые предсказано Ритчи [30]. В рамках диэлектрической теории потерь он показал, что для тонкой пленки газа свободных электронов наряду с плазмонной линией потерь на частоте юр существует также линия, соответствующая частоте а>р1У2. Это изменение энергии плазмо-нов возникает из-за эффектов деполяризации, связанных с некоторыми плазмонными модами. Простая физическая интерпретация новой линии была дана в работе [31]. Именно эта линия обусловлена поверхностными волнами заряда, распространяющимися вдоль поверхности раздела между плазмой и вакуумом. Дисперсионное уравнение для поверхностных плазмонов в случае плазмы с диэлектрической проницаемостью гл, граничащей с диэлектрической средой, проницаемость которой есть ев, имеет вид [c.243]

Дальнейшее развитие теории вихрей в плазме было связано с учетом влияния дисперсии волн, что наряду с учетом конечности дрейфовой скорости приводит к появлению качественно новых эффектов. В частности, уединенные вихри альфвеновского типа, для которых существенны эффекты дисперсии, могут самопроизвольно усиливаться под влиянием диссипации на электронах. Свободная энергия при этом черпается из неоднородности плазмы [0.13]. Существенно, что хотя в линейном приближении наличие шира магнитного поля стабилизирует диссипативные неустойчивости, уединенные альфвеновские вихри не чувствительны к ширу из-за локализации на малых размерах. Они имеют свойства солитонов в диспергирующих средах, где фурье-гармоники, составляющие волновой пакет, в линейном приближении имеют разные частоты, зависящие от волнового вектора нелинейным образом. В результате со временем линейный волновой пакет в координатном пространстве [c.6]

С энергетич. точки зрения для возникновения П. н. необходим нек-рый избыток свободной энергии (над термодинамически равновесной) в невозмущённом состоянии плазмы. В зависимости от того, в какой форме энергии (магн., механич., тепловой) образуется избыток свободной энергии и в каком виде этот избыток высвобождается, различают разного вида П. н. пучковые, магнитогидродинамич., дрейфовые, бесстолкновительные, параметрич., диссипативные, разрывные и т. д. Так, напр., если в разреженных плазмах невозмущённое состояние ионов и эл-нов плазмы описывается в виде суммы Максвелла распределения и дополнит, пучка ионов или эл-нов, движущегося со скоростью, пре-вышающей нек-рое критич. значение (см. рис.), то в плазме возникают т.н. пучковые неустойчивости, к-рые [c.540]

В плазме в результате электростатического взаимодействия ато MOB и заряженных частиц, окружающих атом, происходит снижение энергии (потенциала) ионизации на какую-то величину АЕ. Объясняется это тем, что электростатическое взаимодействие приводит к ослаблению связи электронов внешних электронных оболочек атома с ядром и они могут в припципе оказаться даже свободными. Таким образом, действителышя или, как принято называть, эффективна, энергия (потенциал) ионизации в плазме [c.387]

В открытых системах условия такого (детальногр) равновесия выполняются лишь при большой плотности частиц, так как в плотной плазме ионизация и рекомбинация всегда идут по одному пути. С уменьшением давления падает вероятность соударений между частицами и электроны практически свободно уходят на стенки сосуда, не успевая перелазь ионам и нейтральным атомам энергию, полученную ими от внешнего источника. Это приводит к температурному расслоению плазмы. Ее состояние в этом случав характеризуется [c.392]

Выделяемое при первом же взрыве тепло вполне достаточно для того, чтобы образовался ионизированный слой раскаленного газа, или плазмы, которая распространяется по цилиндру вслед за ударной волной. В таком газе орбитальные электроны отделяются от своих исходных атомов, и присутствие этих свободных электронов делает ионизированный газ (то есть плазму) электропроводящим Ч Колеблясь вместе с ионизированным газом вдоль цилиндра, волна свободных электронов создает переменный электрический ток, и, таким образом, ядерная энергия в реакторе- бомбе непосредственно превращается в электрическую (без обременительного процесса кипячения воды, необходимого для получения пара и приведения в движение турбогенератора). Конечно, мы еще должны найти способ извлекать эуу электроэнергию из реактора- бомбы , прежде чем сможем использовать его на практике. В принципе для этого можно установить соответствующие катушки-токосниматели (как показано на рис. 21) переменный электрический ток, текущий внутри реактора, будет индуцировать электрический ток в таких катушках подобно тому, как первичная обмотка трансформатора индуцирует токи во вторичной обмотке. Однако на практике токоснимающие катушки очень сложно установить настолько близко к реактору, чтобы такая индуктивная связь была достаточно эффективной. Из этого затруднительного положения можно выйти, пропустив токоснимающие электроды сквозь стенки цилиндра, однако и в этом случае весьма трудно найти такой материал для электродов, который выдержал бы громадные рабочие температуры внутри реактора (около 3500° С у внутренней поверхности цилиндра и вдвое большая — в критической зоне). [c.70]

Особое место занимает испускание вещества, когда электрически заряженные частицы находятся в свободном (не связанном между собой) состоянии и движутся относительно друг друга. К этим случаям относятся, например, ионизированный газ (плазма), наличие свободных электронов в металле. Свободный электрон, пролетая в электрическом поле иона, либо может быть захвачен ионом (фоторекомбинация), либо потерять часть своей кинетической энергии на испускание (тормозное излучение). И в том и в другом случае избыток кинетической энергии электрона превращается в энергию электромагнитного излучения. [c.23]

АТОМНЫЕ СПЁКТРЫ — спектры поглощения и испускания свободных или слабо взаимодействующих атомов, возникающие при излучательных квантовых переходах между их уровнями энергии. А. с. наблюдаются для разреженных газов или паров и для плазмы. А. с. линейчатые, т. е. состоят из отд. спектральных линий, каждая из к-рых соот.ветствует переходу между двумя электронными уровнями энергии атома S и Sfi и характеризуется значением частоты v поглощаемого и испускаемого ал.-магн. излучения согласно условию частот Бора (см. Атомная физика) hv= —Si—Наряду с частотой, спектральная линия характеризуется волновым числом v/ (с — скорость света) и длиной волны к— h. Частоты спектральных линий выражают в с , волновые числа — в. m i, длины волн — в нм и мкм, а также в ангстремах (А). В спектроскопии волновые числа также обозначают буквой л=. [c.153]

Н. газовых лазеров осуществляется постоянным или импульсным током. Энергия Н. передаётся свободным электронам, к-рые сталкиваются с атомами или молекулами, ионизируют или возбуждают их. Одноврем. идёт обратный процесс рекомбинации электронов и ионов с образованием возбуждённых частиц. Возбуждённые частицы сталкиваются между собой и с невозбуждён-ыыми частицами, обмениваются энергией возбуждения и переходят на др. уровни энергии. В результате в газоразрядной плазме наблюдается широкий спектр возбуждений и возможны инверсные состояния разл. квантовых переходов в диапазоне волн от долей миллиметра до долей микрометра. [c.240]

Смотреть страницы где упоминается термин Свободная энергия плазмы : [c.399] [c.217] [c.345] [c.102] [c.99] [c.68] [c.11] [c.540] [c.718] [c.723] [c.230] [c.386] [c.396] [c.33] [c.309] [c.372] [c.518] [c.569] [c.44] [c.264] [c.553] [c.237]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...