Энергия внутренняя механическая плотность

Термодинамика систем с отрицательными температурами изложена в гл. 7. Из этой главы можно заключить, что все вышеприведенные утверждения о системах с отрицательными температурами ошибочны. Спиновые состояния с отрицательными температурами — это равновесные состояния, и поэтому к ним применимо термодинамическое понятие температуры. Состояния эти являются устойчивыми, но в отличие от обычных систем их устойчивость характеризуется не минимумом внутренней энергии и энергии Гиббса, а максимумом этих функций (см. 34). Что касается того, что системы с отрицательной температурой остынут при контакте с телами, имеюш ими положительную температуру, то тело с /=10 С тоже остынет при контакте с термостатом, имеющим температуру / = 5° С, однако это не означает, что первоначальное состояние тела было неравновесным и неустойчивым. Теплый воздух в закрытой комнате зимой тоже остынет через характерное время теплопередачи через стены, хотя состояние воздуха все время равновесно и устойчиво. Состояния с отрицательной температурой нельзя представлять себе как состояния водного раствора соли в стакане в первые секунды после его переворачивания вверх дном, когда плотность раствора вверху больше, чем внизу, и система имеет избыток механической энергии, переходящей со временем в энергию теплового движения. При отрицательной температуре (см. 33) в системе могут быть проведены различные обратимые процессы, чего принципиально нельзя было бы сделать при неравновесном состоянии системы. [c.174]

Существенным отличием процесса перехода газа через скачок уплотнения, сопровождаемого скачкообразным увеличением давления, плотности и температуры, от течения с плавным, постепенным возрастанием указанных параметров является значительная величина работы сил внутреннего трения в газе. В скачке уплотнения на расстоянии, не превышающем нескольких длин свободного пробега молекул, вследствие больших градиентов скорости силы внутреннего трения настолько велики, что необратимо переводят в теплоту значительную часть механических видов энергии газа. Это вызывает заметное возрастание энтропии. В случае течения газа с постепенным возрастанием параметров работа сил внутреннего трения оказывается пренебрежимо малой и процесс считается изэнтропическим. [c.108]

Иначе говоря, при любом виде уравнения состояния газа и любой зависимости внутренней энергии от плотности и температуры температура может быть исключена из системы уравнений, описывающих механическое движение газа при этом исключении в уравнениях не появится каких-либо новых размерных констант, т. е. движение в рассмотренных выше [c.188]

Сварка взрывом ведется без нагрева и с нагревом свариваемых заготовок. Режимы сварки определяются пластическими характеристиками и гомологическими температурами свариваемых материалов. При сварке взрывом материалов с резко различающимися физикомеханическими свойствами тепловые процессы, протекающие в зоне соединения, играют определяющую роль. Повышение уровня внутренней энергии и пластичности свариваемых материалов при нагреве приводит к увеличению объема материала, вовлекаемого в интенсивную пластическую деформацию в зоне соединения, что снижает плотность внутренней энергии в этой зоне, облегчает условия отвода тепла и позволяет расширить диапазон режимов качественной сварки материалов с различающимися физико-механическими свойствами. При сварке с нагревом заготовки размещаются в вакуумном контейнере, что предотвращает интенсивное окисление поверхности (для тугоплавких материалов). Процесс сварки взрывом с нагревом полностью автоматизирован. [c.424]

Уравнение (4-20) является достаточно общим и получено лишь при двух ограничениях движение является установившимся, и отсутствует работа касательных напряжений. Перенос энергии внутрь системы и из нее, а также влияние трения учитываются в уравнении. Роль трения здесь не представлена в явном виде, но тем не менее она учитывается. Как результат действия трения происходит диссипация механической энергии в тепло, которое в свою очередь может быть передано из системы в виде потока тепла Q° без изменения температуры среды или может вызвать изменение температуры и, следовательно, изменение внутренней энергии, плотности и других параметров состояния среды (трение в жидкой среде прямым или косвенным образом может также повлиять на величину работы на валу). [c.82]

Удовольствуемся в настоящем параграфе рассмотрением простейшего случая несжимаемой вязкой жидкости с постоянными физическими характеристиками (плотностью, коэффициентами вязкости, теплопроводности, диффузии), что вполне допустимо, если скорости движения значительно меньше скорости звука и малы разности температур и концентраций примесей. Кроме того, будем, как и ранее, пренебрегать диссипацией механической энергии и внутренними источниками возникновения тепла и вещества. В последней главе курса, посвященной динамике и термодинамике газа при больших скоростях, эти ограничения общности постановки задач о тепломассопереносе будут сняты. [c.486]

Будем рассматривать настолько большие тела, что весьма малые их части объема йУ содержат достаточно много частиц, и потому для этих малых областей тела можно ввести понятия макроскопических величин плотности тела, перемещения, скорости, ускорения, внешних сил, внутренней энергии и других в смысле средних по ансамблю ( 1). Идеализация истинного физического тела в МСС состоит в том, что все рассматриваемые величины принимают в качестве истинных. Количество и математическая природа вводимых средних величин таковы, что с достаточной точностью можно описать внутреннее состояние тела и взаимодействие между телами. В основах МСС главным образом рассматриваются механические и тепловые взаимодействия и деформации малых объемов, иногда учитывается действие на них электромагнитных полей, химических реакций и др. [c.50]

В настоящем обзоре обсуждаются основные особенности гидродинамического течения среды, сопровождающего взрыв. Движение среды, возникающее в результате взрыва, описывается системой уравнений гидродинамики, соответствующие решения которой определяют в каждой точке пространства скорость, давление (или внутренние напряжения) и плотность среды как функции времени. Уравнения гидродинамики описывают термодинамически неравновесную среду. Распространение взрывной волны сопровождается повышением энтропии среды, поэтому при описании течения необходимо учитывать процессы, приводящие к диссипации механической энергии. [c.269]

Для всех изменений состояния в широком смысле справедлив закон сохранения энергии. Он утверждает, что энергия может переходить только из одной формы в другую (включая эквивалентность массы и энергии). Каждому термодинамически равновесному состоянию однородной системы (например, однородному телу постоянной плотности при постоянном давлении и постоянной температуре) соответствует определенное значение так называемой внутренней энергии Е системы. Она соответствует содержащейся в системе потенциальной механической энергии и тепловой энергии. [c.78]

Помимо геометрических координат частицы и уже введенных ее характеристик—плотности, скорости, внутреннего момента количества движения, внутренней энергии,—для описания механического напряженного состояния частицы используется тензорная величина — [c.13]

НИИ значение потенциала, в котором происходит движение решетки, при определенной конфигурации положений ядер равно полной энергии основного состояния, причем эта энергия вычисляется при неподвижных ядрах в той же самой конфигурации. В дальнейшем изложении мы в той мере исходим из модельных допущений п. 3.161, в какой мы учитываем связанные с колебаниями электрические поля наряду с этим принимается во внимание периодичность кристалла. Определяющие соотношения для колебаний решетки (уравнения для плотности энергии, уравнения движения и др.) содержат в явном виде как механические компоненты, так и компоненты внутренних электрических полей в кристалле. Необходимые принципиальные познания об оптических (в особенности о нелинейных оптических) свойствах мы можем получить уже при изучении относительно простых кристаллов или модельных кристаллов так, например, мы рассмотрим решеточные волны линейной цепочки и в трехмерном представлении колебания решетки с определенным направлением поляризации и распространения в оптически изотропных кристаллах с двумя ионами в элементарной ячейке. Сначала мы займемся невозмущенной системой и изучим длинноволновые оптические колебания решетки (оптические фононы) и колебания поляризации (фо-нон-поляритоны), представляющие собой смешение решеточных и электромагнитных колебаний [3.1-2]. Затем мы перейдем к рассмотрению взаимодействия решетки с внешним полем излучения. Квантовое описание основных соотношений для невозмущенной системы, а также для взаимодействия с внешним полем излучения может быть успешно выполнено как в качественной, так и в количественной формах по аналогии с классическим рассмотрением. В ч. I и до сих пор в ч. II мы еще не обсуждали решеточные колебания, и поэтому нам придется начать издалека. [c.371]

Кинематическая вязкость V капельных Жидкостей уменьшается при повышении температуры почти в такой же степени, как и р, так как плотность р слабо зависит от температуры. Напротив, у газов, плотность которых при повышении температуры сильно уменьшается, кинематическая вязкость при увеличении температуры быстро повышается. При течении жидкости или газа, обладающих вязкостью, наличие внутреннего трения приводит к процессу диссипации (рассеяния) энергии. Существо процесса диссипации состоит в том, что часть механической энергии движущейся жидкости переходит в тепловую и вызывает нагревание жидкости. Если вязкость жидкости или ее скорость невелики, то нагревание будет незначительным. [c.124]

Согласно Л. 142] перенос тепла через пленку конденсата происходит в условиях практически постоянной плотности теплового потока поперек пленки, тогда как теплообмен однофазной жидкости в трубах характеризуется изменением q от наибольшего значения на твердой стенке до нуля на оси трубы. Без учета диссипации механической энергии, теплоты переохлаждения и отсутствии в жидкости внутренних источников тепла можно записать, что [c.272]

В зависимости от задания тех или иных физических свойств сплошной среды, а следовательно, и вида тензора напряжений, в дальнейшем будут получены разнообразные вырал ения для плотности распределения мощности внутренних сил в движущейся сплошной среде. Знание этой величины очень важно для определения необратимой части потерь механической энергии, соответствующей мощности сил внутреннего трения в среде. [c.92]

На основе многочисленных экспериментальных и теоретических исследований 45, 53—57] сформулирован дислокационный механизм внутреннего трения, объясняющий явление рассеяния механической энергии с позиций теории дислокаций. В общем случае для исследованного частотного интервала измерений декремента колебаний (2—3 кгц) при фиксированной амплитуде колебаний процессы, приводящие к увеличению плотности подвижных дислокаций, должны вызывать возрастание фона внутреннего трения, а процессы, связанные с блокированием порождаемых и движущихся дислокаций,— должны снижать уровень внутреннего трения. Таким образом, при анализе структурных изменений, вызываемых циклическим нагружением, необходимо учитывать не только чисто количественные факторы (увеличение плотности дефектов), но и взаимодействие дислокаций с атомами примесей и вакансиями, перераспределение дислокаций и возможность их взаимной блокировки при образовании скоплений достаточно высокой плотности. На процессы рассеяния механической энергии будут оказывать влияние также процессы [c.107]

Ряд параграфов этой главы был посвящен изучению термодинамических свойств твердых тел при высоких давлениях и температурах и описанию методов экспериментального исследования этих свойств при помощи измерений параметров ударного сжатия вещества. Общая особенность этих методов состоит в том, что таким путем можно найти только механические параметры вещества давление, плотность и полную внутреннюю энергию. Измерение кинематических параметров ударной волны — скорости распространения фронта и массовой скорости вместе с использованием соотношений на фронте ударной волны — не дает возможности непосредственно определить такие важные термодинамические характеристики, как температуру и энтропию. Для нахождения температуры и энтропии по данным механических измерений необходимо задаваться теми или иными теоретическими схемами для описания термодинамических функций. Выше было использовано трехчленное представление давления и энергии, причем некоторые параметры, такие, как теплоемкость атомной решетки, коэффициенты электронной теплоемкости и электронного давления приходилось определять теоретическим путем. [c.599]

Значение величины тепловыделения, обусловленного 7 излучением, может быть проиллюстрировано примером. Рассмотрим реактор, полная мощность которого 5000 Мет. Из этой мощности около 300 Мет будет теряться с Y-излучением. При радиусе кожуха в 3 фута поток энергии Y-излучения, приходящийся на единицу внутренней поверхности кожуха (пренебрегая поглощением 7-излучения материалом между активной зоной реактора и кожуха), будет равен 2,6 Мвт/фут . Для никелевого или железного (стального) кожуха коэффициент поглощения равен 0,23 см или 7,0 фут . Тогда плотность мощности в единице объема внутренней части кожуха будет 18 Мвт/фут , что составляет около одной пятой плотности мощности в реакторе. Из этого примера ясно, что для механических частей ядерных ракетных двигателей желательно применять материалы с малым значением коэффициента поглощения и большим коэффициентом теплопроводности. Эта задача упрощается тем, что большинство материалов замедлителей обладает малым коэффициентом поглощения однако в замедлителях большое значение имеет нагрев, обусловленный замедлением нейтронов, хотя в общем-то этот фактор незначителен для металлических конструкций. Локальная плотность мощности, выделяемой при облучении быстрыми нейтронами, равна произведению локальной величины потока быстрых нейтронов, умноженной на макроскопическое поперечное сечение рассеяния нейтронов материалом и на величину средней энергии, теряемой при одном столкновении. Нельзя дать общих данных по этому вопросу, так как явление сильно зависит от нейтронных характеристик материалов активной зоны и реактора в целом однако для многих реакторов на тепловых нейтронах и реакторов на замедленных быстрых нейтронах было найдено, что для тех частей замедлителя, которые расположены вблизи или внутри активной зоны, плотности мощностей, обусловленных гамма- и нейтронным излучением, сравнимы. [c.520]

Показанное в предыдущем параграфе исследование процессов изменения состояния газа оказывается недостаточным для изучения процессов превращения тепловой энергии в механическую в тепловых двигателях. Для этого необходимо ввести еще одну характеристику (параметр) состояния газа. Однако предварительно нужно обратить внимание на одну особенность, касающуюся введенных параметров состояния. Из них четыре—давление, удельный объем (плотность), температура и внутренняя энергия — имеют простой физический смысл, легко объясняемый поведением громадного количества хаотически движущихся молекул, из которых состоят тела. Благодаря этому эти четыре параметра легко воспринимаются oprsi-нами чувств человека и легко усваиваются при изучении. Кроме этих четырех параметров в термодинамике используется ряд таких параметров состояния, которые не обладают отмеченным выше свойством. Они вводятся чисто математическим путем и служат для облегчения технических расчетов. К числу таких параметров, как видно было, относится пятый из введенных параметров — энтальпия. Он не имеет какого-либо физического смысла и используется для вычисления ряда технически важных величин к, в частности, количества теила в одном из важнейших процессов изменения состояния газов — изобарном. Для каждого состояния газа он вычисляется по формуле (2-27 i. [c.81]

Увеличение внутреннего трения на начальной стадии усталости обусловлено возрастанием плотности дислокаций и связанным с ним накоплением необратимых искажений. С увеличением числа циклов нагружений интенсивность приращения плотности дислокаций уменьшается и возрастание логарифмического декремента затухания постепенно прекращается. Этому же способствует и развитие процессов старения при усталости (в случае стареющих металлов) выпадающие из раствора атомы примесей блокируют повреждаемые дислокации, уменьшая их роль в рассеянии механической энергии. Стадия стабилизации уровня внутреннего трения указывает на некоторое равновесие эффектов, обусловливаемых увеличением плотности дислокаций и развитием процесса старения. Вследствие этого иногда трудно по характеру изменения внутреннего трения в процессе усталости установить число циклов нагружения, приведших к образованию субмикро-скопических трещин. Последующее развитие микроскопических трещин усталости вызывает более заметное увеличение внутрен-34 [c.34]

ВОСПРИИМЧИВОСТЬ — характеристика (диэлектрика, показывающая его способность поляризоваться в электрическом поле магнетика, показывающая его способность намагничиваться в магнитном поле) ВЯЗКОСТЬ [—свойство жидкостей и газов оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой динамическая — количественная характеристика сопротивления жидкости или газа смещению одного слоя относительно другого кинематическая— отнощение динамической вязкости к плотности жидкости или газа магнитная — отставание во времени изменения магнитных характеристик ферром нетика от изменения напряженности внешнего магнитного поля объемная — величина, характеризующая процесс перехода внутренней энергии в тепловую при объемных деформациях среды (вторая вязкость) структурная — вязкость, связанная с возникновением структуры в дисперсных системах ударная — поглощение механической энергии твердыми телами в процессе деформации и разрущения под действием ударной нагрузки] [c.228]

Заметим, что приведенное неравенство будет выполняться, если при заданном значении груза Р температура не превосходит некоторого критического значения. Итак, затратив некоторое определенное количество теплоты Q, можно не только получить различные полезные работы, но даже добиться того, что полученная работа будет больше подведейного количества теплоты. В приведенном рассуждении нет никакой ошибки, однако на чисто механической основе дать разъяснение этого парадокса не представляется возможным. В самом деле, согласно механике плотность потенциальной энергии стержня при одноосном сжатии равна oV2 . Следовательно, нельзя объяснить приведенное выше неравенство (2.36) тем, что при поднятии груза была израсходована некоторая часть потенциальной энергии стержня, так как при этом процессе величина о 12Е остается неизменной (деформации предполагаются малыми). Итак, на механическом уровне парадокс разъяснить невозможно. Однако он легко разъясняется на термодинамическом уровне, если.воспользоваться понятием внутренней энергии. Детально, это описано, например, в работах [8, 21]. [c.52]

S, на которое действуют тепловые и механические нагрузки, изменяющиеся в соответствии с заданной программой на отрезке времени [to,ti]. Положим, что материал рассматриваемого тела имеет вязкопластические свойства, а деформации малы. Вследствие внешних воздействий в окрестности любой точки внутри тела возникает необратимый термодинамический процесс, который сопровождается диссипацией энергии, вызванной вязкогша-стической деформацией, связанными с ней структурными изменениями и теплопроводностью. На макроуровне эти структурные изменения можно, как и ранее, описать с помощью набора внутренних параметров состояния, отражающих усредненные плотности микродефектов в материале. [c.161]

Чрезвычайно важной особенностью газодинамических процессов, в которых газ неравновесен, является возрастание энтропии газа и диссипация механической энергии. Как и внутренняя энергия е, энтропия неравновесного газа уже не определяется только двумя величинами давлением и плотностью или температурой и плотностью, но зависит от других параметров, характеризующих неравновесное состояние S = = S (р, Q, X) или S (Т, Q, X). Приращение энтропии dS теперь не равняется притоку тепла от внешних источников, поделенному на температуру, как в равновесном случае (dS Ф dQIT). Энтропия растет с течением времени даже в отсутствие притока тепла (когда dQ = 0), только за счет неравновесных внутренних процессов. [c.426]

Как мы увидим далее, между слоями движущейся жидкости существуют силы внутреннего трения, однако сейчас речь пойдет об идеальной жидкости, в которой силами вну1реннего трения пренебрегается. Будем также считать жидкость несжимаемой, полагая p = omt. Используя закон сохранения механической энергии, удается найти комбинацию физических величин плотности р, скорости v жидкости и давления р, значение которой остается постоянным вдоль линии тока в стационарном потоке жидкости. [c.87]

Газ, находящийся в любом состоянии, обладает некоторой внутренней энергией. При изменениях состояния газа могут изменяться давление, температура и плотность, а также запас внутренней энергии в нем. Одновременно с изменением состояния совер-шается механическая работа, а также может происходить подвод пли отвод тепла. [c.42]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...