Адиабатное размагничивание

Адиабатное размагничивание спиновой системы при отрицательной температуре нагревает систему, а не охлаждает, как при положительной температуре. [c.146]

Так в настоящее время в одном из основных методов получения сверхнизких температур (Г<1 К) используется адиабатное размагничивание большой группы парамагнитных солей (железоалюминиевые квасцы). [c.194]

Явление изменения температуры при адиабатном размагничивании называется магнитокалорическим эффектом. Количественную величину (ЗГ/ 8H)s этого эффекта можно найти из выражения дифференциала энтальпии / магнетика, помещенного в магнитное поле Я [c.194]

Следовательно, при низкой температуре изменение температуры может быть велико обратно пропорционально четвертой степени температуры. Однако в соответствии с третьим началом термодинамики при температуре, близкой с О К, х перестает зависеть от температуры и магнитокалорический эффект исчезает. Предельно низкие температуры, которые можно получить методом адиабатного размагничивания парамагнитных солей, определяются силами взаимодействия между электронными спинами (диполь-дипольного, обменного и т. д.). Как только температура тела будет настолько понижена, что под действием сил взаимодействия возникнет упорядочение в расположении элементарных магнетиков, метод адиабатного размагничивания перестанет действовать. В настоящее время получена предельно низкая для этого метода температура 0,001 К. Вообще, чем более низкую температуру надо получить, тем более слабые взаимодействия необходимо использовать в рабочем веществе. Поэтому другой путь в приближении к О К лежит через использование ядерного магнетизма. В этом случае силы взаимодействия будут проявляться лишь при 10" К. Этим методом удается получить спиновые температуры порядка 10 К . [c.195]

Явление изменения температуры при адиабатном размагничивании называется магнитокалорическим эффектом. Количествен- [c.132]

Рис. 5.16. Схема получения сверхнизких температур адиабатным размагничиванием

Конечная температура адиабатного размагничивания определяется по формуле [c.166]

Используя значения С и Л, приведенные в решении предыдущей задачи, получим в начале намагничивания Т = = 2 К, Я = 0. Сн == 7,8/2 = 1,95 Дж/(кг К) в конц( намагничивания 7 = 2 К, И = 0,8 10 А/м, сн = 17,8 + + 33,2 10- (0,8-10 )2 /22 = 35,9 Дж/(кг- К) в конце адиабатного размагничивания Т — 0,38 К, Н = О, сн = 7,8/ 0,38" 54 Дж/(кг - К). [c.167]

Принцип недостижимости абсолютного нуля температуры, Изображая энтропийную диаграмму процессов охлаждения методом адиабатного размагничивания до значения температуры Г = 0 К (рис. [c.364]

К холодильным установкам относятся и устройства для получения предельно низких температур методом, например, адиабатного размагничивания парамагнитных солей. [c.430]

ОХЛАЖДЕНИЕ МЕТОДОМ АДИАБАТНОГО РАЗМАГНИЧИВАНИЯ 227 [c.227]

Охлаждение методом адиабатного размагничивания [c.227]

Адиабатное размагничивание парамагнитных веш,еств аналогично адиабатному расширению газа. Как в том, так и в другом случае работа против внешних сил совершается за счет внутренней энергии системы, и это приводит к понижению температуры тела. Магнито-кало-рический эффект обратимого адиабатного размагничивания парамагнитных кристаллов используется в настоящее время как основной лабораторный метод получения самых низких температур. [c.227]

Адиабатным размагничиванием парамагнитных тел удалось достигнуть понижения температуры самого тела до 0,0044° К. Применение этого метода для охлаждения других веществ является задачей практически трудной. [c.228]

Магнитокалорический эффект некоторых парамагнитных веществ используется для получения сверхнизких температур с помощью метода так называемого адиабатного размагничивания, подробно описываемого в следующем параграфе. [c.64]

Уравнение (3-155) позволяет оценить температуру, достигаемую при адиабатном размагничивании парамагнитной соли, по известным значениям Ti, Я, и А.. [c.70]

Это обстоятельство и определяет нижний предел для температур, которые могут быть достигнуты методом адиабатного размагничивания. [c.72]

Казалось бы, что для вычисления температуры Га, достигаемой в процессе адиабатного размагничивания, может быть использовано полученное выше уравнение (3-155). Однако в действительности это соотношение может быть применено лишь для грубой оценки величины Га поскольку величина Га очень мала, то даже небольшая погрешность в определении исходной температуры Г (до размагничивания) или теплоемкости соли Ся, р может привести к большой ошибке при расчете Га с помощью уравнения (3-155). [c.72]

Далее, изменение температуры рабочего тела в процессах адиабатного намагничивания а—Ь и адиабатного размагничивания —d определяется с помощью соотношения (3-122) [c.80]

Если теперь для соли создать адиабатные условия и снять магнитное поле, то образец сильно, охладится. Аналогом процесса адиабатного размагничивания служит расширение газа в детандере. [c.36]

При адиабатном размагничивании рабочего тела, имеющего в исходном состоянии ориентированные в направлении поля магнитные моменты, происходит охлаждение (см. гл. 1). [c.125]

Следовательно, при низкой температуре изменение температуры может быть велико обратно пропорционально четвертой степени температуры. Однако в соответствии с третьим началом термодинамики при температуре, близкой к О К, перестает зависеть от температуры и магнитокалорический эффект исчезает. Предельно низкие темпертуры, которые можно получить методом адиабатного размагничивания парамагнитных солей, определяются силами.взаимодействия между электронными спинами (ди-поль-дипольного, обменного и т. д.). Как только температура тела будет настолько понижена, что под действием сил взаимодействия возникнет упорядочение в расположении элементарных магнетиков, метод адиабатного размагничивания перестанет действовать. [c.133]

К холодильным установкам также относятся устройства для получения сверхнизких температур (до 0,01 К) методом адиабатного размагничивания твердых парамагнитных солей (солей железа, никеля, кобальта и др.). Метод адиабатного размагничивания применительно к задаче получения сверхнизких температур предложен Дебаем и Джиоком (1926 г.). [c.176]

В установке для получения сверхнизких температур методом адиабатного размагничивания парамагнитных солей образец из сульфата гадолиния Gd (504)3 SHjO массой 15 г намагничивается увеличением напряженности магнитного иоля от О до 0,8 10 А/м при постоянной температуре 2 К, после чего изолируется от внешнего теплообмена и полностью размагничивается. Определить изменение энтропии образца при изотермическом намагничивании, отводимое количество теплоты и температуру в конце адиабатного размагничивания. [c.166]

Найти, как изменяется теплоемкость Сн сульфата гадолиния при постоянном магнитном 1юле в ходе и.зотер-мического намагничивания и при последующем адиабатном размагничивании, используя данные задачи 12.20. [c.166]

Для условий задачи 12.20 найти значения дифференциального магнитокалорического эффекта сульфатг гадолиния в начале и в конце адиабатного размагничивания. [c.167]

Сравнить конечную температуру образцов из сульфата гадолиния и церий-магниевого нитрата (ЦМН) 2Се (МО.,)з 3Mg (N03)2 24Ы2О при их адиабатном размагничивании от начальной напряженности магнитного полч 10 А/м и температуры 1 К- Для ЦМН [c.167]

Для получения более низких температур в непрерывном режиме применяют рефрижераторы растворения ЗНе-4Не (рис. 8.33). До создания рефрижераторов растворения широко использовались методы адиабатного размагничивания парамагнетиков, которые обеспечивали импульсное (короткоцикловое) охлаждение. Тепловой эффект растворения [c.331]

Для получения сжиженных газов могут быть использованы дросселирование (эффект Джоуля—Томсона), расширение газа, охлаждение рабочего тела специальными хладоагентами, вакуумирование сжиженного газа, вихревой эффект Ранка, явлецие Пельтье, адиабатное размагничивание и др. [c.354]

Для количественной оценки изменения температуры при адиабатном размагничивании необходимо располагать уравнением состояния парамагнитного вещества в переменных Н, Л, а также сведе- [c.360]

Впервые эксперимент по адиабатному размагничиванию был проведен в 1933 г. В. Ф. Джиоком и Д. П. Макдугаллом. В этом экс- перименте при размагничивании парамагнитной соли — сульфата гадолиния — была достигнута температура 0,53 К, (при исходной температуре соли 3,4 К и напряженности магнитного поля 8000 Э = = 6,36-10 А/м). С тех пор метод был значительно усовершенствован. Наинизшая температура, достигнутая методом адиабатного размагничивания, равна примерно 0,001 К- [c.70]

Процесс адиабатного размагничивания производится следующим образом (рис. 3-13). Образец парамагнитной соли 1 подвешен в сосуде погруженном в сосуд Дьюара 3 с жидким гелием. ГелиеЬый сосуд Дьюара 3 помещен в зазор между полюсами электромагнита 4. Температура жидкого гелия в сосуде Дьюара путем интенсивной откачки снижена до Ti = 0,9 -f-J,3 К. Затем на образец накладывается внешнее магнитное поле (включается ток в обмотке электромагнита), и образец намагничивается. При намагничивании в образце выделяется тепло (магнитокалорический эффект). Отвод тепла от образца при намагничивании осуществляется по изотерме. После этого сосуд 2 тщательно эвакуируют. Затем выключают ток в обмотке электромагнита 4, внешнее магнитное поле спадает, и температура адиабатно изолированного образца понижается в соответствии с уравнением (3-155). На рис. 3-14 изображен процесс охлаждения с помощью адиабатного размагничивания в Г, Я-диаграмме здесь линия/1В изображает изотермическое намагничивание образца, а линия ВС — адиабатное размагничивание. [c.70]

Следует отметить, что столь же низких температур можно достигнуть и при меньших значениях Я, если применить так называемое двухступенчатое размагничивание, принцип которого состоит е следующем. Используются два образца из парамагнитной соли. Первый из них (/) обычным методом адиабатного размагничивания охлаждается до температуры Т , равной, напри-мер1 0.1 К. Далее этот образец используется для поглощения тепла, выделяющегося при намагничивании второго образца (//). Таким образом, температура намагниченного второго образца Т будет близка к температуре Т , достигнутой при размагничивании первого образца (noflsjTHO, что масса первого образца должна быть значительно больше массы второго образца, ибо лишь при этом условии величина будет мало изменяться при передаче тепла от второго к первому-образцу). [c.71]

После этого размагничивают второй образец. Из уравнения (3-155) очевидно, что поскольку размагничивание второго образца начинается со значительно более низкого, чем у первого образца, температурного уровня, то достаточно низкое значение Tj может быть получено при не слишком высоких значениях Я. Так, применяя двухступенчатое размагничивание, удалось получить температуру 0,001 К, используя магнитное поле напряженностью всего лишь в 9000 Э (в качестве первой ступени был использован образец железоаммоииевых квасцов, который охлаждался до 0,25 К, в качестве второй ступени был применен образец разбавленных хромокалиевых квасцов). Процесс охлаждения с помощью двухступенчатого размагничивания в Т, Я-диаграмме представлен на рис. 3-16 здесь АВ — изотермическое намагничивание образца первой ступени ВС — адиабатное размагничивание этого образца [c.71]

Может показаться, что из всего сказанного выше следует вывод о том, что с помощью адиабатного размагничивания можно получить сколь угодно низкие температуры (есути, например, использовать еще более сильные магнитные поля или применить многоступенчатое размагничивание). Однако это не так — метод адиабатного размагничивания не позволяет получить температуры ниже примерно 0,001 К- Причина этого состоит в следующем. [c.72]

Рассмотрим попутно вопрос о характере Т, s-диаграммы для парамагнитной соли в области температур, достигаемых адиабатным размагничиванием.. В качестве примера на рис. 3-20 представлена Т, s-диаграмма для железоаммониевых квасцов, построенная на основе экспериментальных данных. На диаграмме нанесены линии Н = onst. Как видно из этой диаграммы, энтропия парамагнитной соли сильно зависит от напряженности внешнего магнитного [c.76]

Магнитные установки, в которых процесс трансформации тепла осуществляется за счет адиабатного размагничивания, основанного на свойстве парамагнитных тел по-выгпать температуру при намагничивании и снижать ее при размагничивании, или термомагнитного э(]х зекта Эттингсхаузена, основанного на использовании полупроводников, помещенных в магнитное поле при пропускании тока через такой полупроводник [c.413]

Еще более низкие температуры получают в лабораторных условиях методом адиабатного размагничивания парамагнитных солей. Этот метод был разработан в 1926 г. независимо друг от друга В. Джиоком в П. Дебаем. Его сущность состоит в следующем. Ионы парамагнитных солей можно рассматривать как элементарные магнитики, хаотически расположенные отно-сител1.но друг друга. При наложении магнитного поля большая часть ионов соли ориентируется вдоль магнитных силовых линий, что приводит к их упорядочению. Это упорядочение (снижение энтропии) идет с выделением теплоты, которую необходимо отводить в процессе намагничивания. Аналогом этого процесса служит изотермическое сжатие газа в компрессоре. Намагничивание осуществляется при температурах 1—1,5 К. [c.36]

Наинизшая температура, полученная способом адиабатного размагничивания, составляет 0,001 К. Но и эта температура—не предел , достигнутый в лабораторных условиях. С помощью ядер ного размагничивания достигнута кратковременно существующая температура [c.36]

А. п. может протекать обратимо (см. Обратимый процесс) и необратимо. В случае обратимого А. п, энтропия системы остаётся постоянной, в необратимых — возрастает. Поэтому обратимый А. п. наз. также изоэнтро-нийным процессом. АДИАБАТИЧЕСКОЕ РАЗМАГНИЧИВАНИЕ (адиабатное размагничивание), метод охлаждения, применяемый гл. обр. для получения темп-р ниже 1К. См. Магнитное охлаждение. АДИАБАТНАЯ ОБОЛОЧКА, оболочка, не допускающая теплообмена между рассматриваемой системой (физ. телом) и внеш. средой. Абсолютной А. о., полностью теплоизолирующей тела, не существует. Для теплоизоляции применяют обычно в-ва с низкой теплопроводностью (асбест, пеностекло и др.), сосуды Дьюара или пользуются спец. методами (напр., в плазм, установках контакту высокотемпературной плазмы со стенками установки препятствует сильное магн. поле). АДРОННЫЕ СТРУИ, направленные пучки адронов, образующиеся при соударении ч-ц высокой энергии (напр., при аннигиляции пары е+ е в адроны) в глубоко неупругих процессах или при столкновении двух адронов характеризуются малыми (<500 МэВ/с) перпендикулярными (к оси пучка) составляющими импульсов входящих в струю ч-ц и большими (>1 ГэВ/с) продольными составляющими импульсов. А. с. возникают в процессе превращения в бесцветные адроны цветных кварков и глюонов путём рождения из вакуума большого числа виртуальных пар кварк-антикварк. См. Квантовая хромодинамика. [c.12]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...