Скрытая сверхпроводящего перехода

В отличие от фазовых переходов первого рода, таких, как точки плавления или кипения, при фазовых переходах второго рода отсутствует скрытая теплота перехода. Поэтому такие переходы используются лишь как индикатор определенной температуры, а не способ ее поддержания. При затвердевании чистых металлов, которое обсуждается ниже, образец металла будет оставаться при температуре затвердевания, хотя его окружение охлаждается. В случае сверхпроводящих переходов отсутствие скрытой теплоты перехода не создает серьезных проблем. Это объясняется тем, что при низких температурах легко обеспечить необходимую точность терморегулирования, а теплоемкости и теплопроводности материалов таковы, что неоднородности температуры в криостате и инерционность объектов регулирования не создают никаких затруднений. [c.168]

Для всех температур выше абсолютного нуля наклон кривой критического поля отрицателен, так что энтропия нормальной фазы всегда больше энтропии сверхпроводящей фазы иными словами, сверхпроводящая фаза есть более упорядоченное состояние, чем нормальная. Если переход из сверхпроводящего состояния в нормальное происходит в магнитном поле, наблюдается поглощение тепла (вследствие наличия скрытой теплоты перехода). Таким об- [c.635]

Таким образом, удельная теплоемкость в сверхпроводящем состоянии всегда больше, чем в нормальном состоянии. Однако скрытая теплота перехода задается соотношением Т (Ss — S ) и при Т = Тс, согласно формуле (16.5.1), равна нулю. [c.409]

Теперь следует сказать о термодинамическом характере перехода металла из сверхпроводящего в нормальное состояние. Экспериментально обнаружено, что если переход совершается при Я = 0, т. е. при Т = Т , то это фазовый переход 2-го рода (см. Приложение 2). При этом переходе не поглощается скрытая теплота перехода, но зато имеет место скачок теплоемкости. Если же переход осуществляется при НфО,т. е. при Т < Т , то это переход 1-го рода, при котором поглощается теплота перехода. [c.274]

Из опыта известна большая группа фазовых превращений, происходящих без поглощения и выделения скрытой теплоты и изменения удельного объема, например, переход вещества из ферромагнитного состояния в точке Кюри в парамагнитное состояние, переход металла из нормального состояния при критической температуре в сверхпроводящее состояние. В жидком гелии при температуре 2,2° К происходит фазовое превращение Не I в Не II без теплового эффекта и изменения удельного объема, но при этом превращении проходят через острый максимум теплоемкость, коэс ициент изотермической [c.181]

Переход из сверхпроводящего состояния в нормальное при пулевом магнитном поле является фазовым переходом второго рода. При фазовом переходе второго рода не выделяется скрытого тепла, однако теплоемкость испытывает скачок, ясно видный из рис. 12.10, а. Кроме этого с увеличением температуры до [c.431]

Задача 53. С учетом эффекта Мейсснера для сверхпроводника и заданной зависимости критического магнитного поля от температуры, определить скрытую теплоту фазового перехода из нормального в сверхпроводящее состояние как функции внешнего магнитного поля Н и рассчитать скачок теплоемкости в точке фазового перехода в случае Я=0. [c.246]

Охлам<дение сверхпроводника приводит, во-первых, к тому, что при Т = Тс происходит скачок теплоемкости без появления скрытой теплоты. Это означает, что сверхпроводящий переход является фазовым переходом второго рода. Во-вторых, при Т< Тс зависимость теплоемкости от температуры определяется выражением вида [c.264]

Клеменс [124] оценил упомянутый дополнительный тепловой поток следующим образом. Поток состоит из двух частей из добавки к Qn, возникающей вследствие условия Ф О, и теплоты, вызванной тем, что при переходе электронов из сверхпроводящего в нормальное состояние поглощается некоторая энергия, которая затем высвобождается при обратном процессе. В (25.6) последним эффектом мы пренебрегли, воспользовавшись в (25.5) выражением для справедливость такого пренебрежения вытекает из следующих рассуждений. Так как / = 0, / = / и так как в сверхпроводниках в стационарном состоянии электрическое поле 7 = 0 или по крайней мере мало ), то / будет порядка L,j (/sTr/QгдеЬ — коэффициент переноса (14.11), в котором учтено рассеяние статическими дефектами и вклад токов только в нормальных областях. Тепло, переносимое / порядка КТ, т. е. меньше на множитель(isTT/Q . Вторая добавка к имеет порядок так как скрытая теплота перехода из нормального в сверхпроводящее состояние на один электрон Эта добавка равна примерно Ь КТ IQ К Т рУТ, что значительно больше тенла, переносимого В свою очередь меньше на множитель порядка КТи-р.1%, поэтому циркуляционный механизм не дает заметного вклада в полную электронную теплопроводность ) отсюда вытекает, что в (25.5) должна фигурировать именно С . [c.298]

Термодинамическое рассмотрение. Допустим, что переход из нормального состояния в сверхпроводящее sTln) является термодинамически обратимым. Тогда, используя формулу Клайперона — Клузиуса, для скрытой теплоты перехода получаем следующее выражение [c.362]

Из полученных выражепи мы видим, что многие термодинамические свойства обеих фаз определяются кривой зависимости критического магнитного поля от температуры, причем некоторые из этих свойств не зависят от особенностей кривой. Поскольку, например, при температуре перехода критическое поле равно нулю и наклон кривой постоянен, то из (13.4) мы видим, что разность энтропий обеих фаз равна нулю и скрытая теплота перехода отсутствует. Из (13.5) следует также, что при температуре перехода должно наблюдаться скачкообразное возрастание тенлоемости при переходе из нормальной в сверхпроводящую фазу. Как мы уже отмечали ранее, оба этих явления наблюдаются на опыте. [c.635]

Известно много фазовых переходов первого рода, например переход жидкость — пар в чистом веществе, за исключением критической точки, когда теплоемкость Ср становится бесконечной (см. фиг. 53а). Что касается фазовых переходов второго рода, то известно лишь небольшое число примеров, причем имеются определенные отклонения от схемы Эрепфеста. Рассмотрим, например, случай перехода из сверхпроводящего в нормальное состояние этот переход описывается кривой равновесия в плоскости переменных II — Т (Я — магнитное поле). Скрытая теплота перехода равна нулю только в точке Н = О кривой равновесия, когда теплоемкость Сц (= Су) испытывает скачок. Как показал Опсагер [4], для двумерного изинговского ферромагнетика при Н = О теплоемкость С и (=Су) логарифмически расходится в точке перехода и непрерывна везде вне ее. Тисса [5, 6] указал, что разложение в ряд Тейлора невозможно, поскольку коэффициенты при производных от ц второго и более высоких порядков для одной илп обеих фаз могут обращаться в бесконечность. Таким образом, первоначальная классификация Эренфеста является в значительной мере неполной. [c.205]

Рис. 12.19. Экспериментальные зависимости свободной энергии от температуры для алюминия в сверхпроводящем и нормальном состояниях. При температуре ниже температуры перехода Тс = 1,180 °К свободная энергия. меньше в сверхпроводящем состоянии. Кривые сливаются при температуре, равной Тс, так что переход является фазовым переходом П рода (скрытая теплота при переходе отсутствует). Кривая для Р получена в нулевом магнитном поле, кривая для Ры — в поле, достаточном для перехода образца в нормальное состояние. Существенно, что Рм не зависит от напряженностн магнитного, поля. (М. Е. РЬ11Ирз.)

Фазовые переходы с равной нулю скрытой теплотой = О, кроме упомянутого выше перехода из сверхпроводящего состояния в нормальное, относятся уже к другому типу, для которого характерно наличие в точке перехода в = сингулярности в калорическом уравнении состояния (фафик температурной зависимости теплоемкости имеет характерный выброс, напоминающий феческую букву Л, отсюда и название перехода). Приведем самые характерные примеры таких переходов переход [c.119]

Фазовые переходы с равной нулю скрытой теплотой <7==0, кроме упомянутого выше перехода из сверхпроводящего состояния в нормальное, относятся уже к другому типу, для которого характерно наличие в точке перехода 0=0 , сингулярности в калорическом уравнении состояния (график температурной зависимости теплоемкости имеет характерный выброс, напоминающий греческую букву К, отсюда и название перехода). Приведем самые характерные примеры таких переходов переход гелия из сверхтекучего состояния в нормальное НеП- -Не1 (7х 2,19 К), переход в точке Кюри для ферромагнетиков Т , в пределах от градусов до 1044 К для Ре) и антиферромагнетиков (от единиц до сотен градусов), переходы из упорядоченного состояния в неупорядоченное в сплавах типа замещения СиАи, Zn u (от единиц до сотен градусов) и т. д. [c.141]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...