Чисто тепловое взаимодействие

Чисто тепловое взаимодействие [c.73]

Определения чисто теплового взаимодействия и тепла [c.73]

В разд. 2.5 связанной мы назвали систему, в которой сохраняются все наложенные на нее связи, включая заданную ограничивающую поверхность. Теперь дадим следующее определение чисто теплового взаимодействия [c.73]

Из опыта известно, что существует альтернативный процесс прохождения более холодной системы В из начального устойчивого состояния по той же последовательности состояний при совершении работы, например путем вращения мешалки или фрикционного колеса за счет опускающегося груза. Однако из опыта известно также, что связанную систему А из начального устойчивого состояния невозможно охладить путем обращения такого процесса. Следовательно, при охлаждении системы А поднятие груза не может быть единственным эффектом, внешним по отношению к А. Этот факт не только известен из опыта, но и будет доказан в гл. 8 как следствие закона устойчивого равновесия. По этой причине взаимодействие между системами А и В не может быть взаимодействием, осуществляющим работу. Мы будем называть его чисто тепловым взаимодействием. [c.74]

Каждая из двух систем, фигурировавших в определении чисто теплового взаимодействия, является связанной, так что принцип состояния оказывается применимым. В разд. 5.7 мы показали, что этот принцип — следствие закона устойчивого равновесия и что устойчивое состояние системы полностью определено, если задана одна лишь ее энергия. Это позволяет дать количе- [c.74]

Как будет видно из разд. 8.2, следствие 3 можно доказать одновременно со следствием 1. Таким образом, в принципе следствие 3 предшествует определению чисто теплового взаимодействия. Этот факт иллюстрируется на рис. 6.3 ц конце настоящей главу, [c.74]

В качестве иллюстрации чисто теплового взаимодействия (разд 6.2) можно рассмотреть систему, состоящую из двух со- [c.76]

В разд. 6.2 мы дали определение тепла с помощью так называемого чисто теплового взаимодействия, при котором каждая из систем первоначально находится в устойчивом состоянии. Это [c.78]

Подобно тому как в гл, 3 при определении работы мы рассматривали условия, которые позволили описать взаимодействие, осуществляющее только работу, так и в настоящей главе, определяя тепло, мы воспользовались различными дополнительными условиями, благодаря которым оказалось возможным описать чисто тепловое взаимодействие. Для этого пришлось исключить возможность того, что Б рассматриваемом взаимодействии совершается работа, так что чисто тепловым мы назвали взаимодействие между двумя связанными системами, каждая из которых вначале была изолирована и находилась в устойчивом состоянии до установления теплового контакта. Далее мы отметили, что на основе принципа состояния, полученного в разд. 5.7 в качестве следствия закона устойчивого равновесия, можно установить, что при переходе связанной системы из одного устойчивого состояния в другое за счет чисто теплового взаимодействия для описания нового устойчивого состояния системы достаточно задать изменение одной лишь энергии. Это позволило получить логическим путем выражение для количества тепла, поглощаемого системой в результате чисто теплового взаимодействия, приравняв его к увеличению энергии системы. Не привлекая любой из так называемых принципов сохранения энергии , можно установить, что единицей измерения тепла служит та же величина, которая раньше упоминалась как единица измерения работы и энергии. [c.81]

Поскольку чисто тепловое взаимодействие было определено в связи с процессами перехода между устойчивыми состояниями (состояниями устойчивого равновесия), мы далее отметили, что между двумя неравновесными системами, приведенными в тепловой контакт, также происходит тепловое взаимодействие. В конце главы мы кратко обсудили необратимость теплопереноса в том случае, когда он происходит между системами, температуры которых различаются на конечную величину. [c.81]

Аналитическое решение задач, возникающих в газодинамике двухфазных сред, очень часто встречает ряд непреодолимых трудностей. Введение в уравнения движения и энергии дополнительных членов, учитывающих механическое и тепловое взаимодействия между фазами, учет сложных граничных и начальных условий приводят к тому, что в настоящее время чисто аналитическое исследование процессов возможно лишь при очень приближенной постановке задачи. Это заставляет идти по пути упрощения уравнений как путем отбрасывания несущественных для данной задачи членов, так и путем замены сложных точных связей между величинами приближенными, но более простыми. [c.58]

В разд. 1.15.4 была подчеркнута необходимость проведения четкого различия между двумя типами взаимодействия систем, приводящими к осуществлению работы и передаче тепла соответственно. В связи с этим в разд. 3.1 было введено понятие о взаимодействии, осуществляющем только работу. Затем в разд. 3.2 было дано общее определение работы, а в разд. 5.1 с помощью адиабатической работы было определено изменение энергии системы, возникающее в результате перехода между двумя заданными устойчивыми состояниями. Установленная таким образом связь между работой и энергией позволяет говорить о работе как о способе передачи энергии. При этом следует иметь в виду, что, в то время как энергия является функцией состояния тела, о работе этого сказать нельзя. В настоящей главе будет дано такое количественное определение теплопереноса, которое также позволит рассматривать тепло как способ передачи энергии. Для однозначного различия между этими двумя способами передачи энергии определение теплового взаимодействия необходимо сформулировать так, чтобы оно исключало возможность того, что рассматриваемое взаимодействие окажется связанным с совершением работы. Такое взаимодействие будет называться чисто тепловым. [c.73]

Пусть две связанные системы вначале изолированы и находятся в устойчивых состояниях. Если привести эти системы в контакт между собой, сохраняя изоляцию от прочих тел, то возникающее между ними взаимодействие называется чисто тепловым (при этом энергия, передаваемая от системы к системе, рассматривается как тепло). [c.73]

Поскольку рассматриваемая связанная система испытывает лишь тепловые взаимодействия, тепловой резервуар является системой с фиксированным объемом и нулевыми потреблением и совершением работы. Такой резервуар схематически можно представить так, как это сделано на рис. 10.1, а и б, в соответствии с тем, потребляется тепло или отдается. То, что такое устройство чисто гипотетическое, следует непосредственно из его определения, в котором оговаривается, что тепловой резервуар может [c.130]

H. Е. Жуковский показал, каким путем можно определить тягу ВМГ, установленной на самолете. Этот метод можно применить и для определения тяги ВРД при некоторых предположениях, а именно, что на пути расширения вытекающей струи до атмосферного давления нет теплового взаимодействия между струей и окружающим воздухом. Тогда на тягу можно посмотреть с новой точки зрения, т. е. под тягой можно будет понимать чисто гидравлическую тягу. [c.148]

Следует подчеркнуть, что для нарастания тепловых волн важную роль играет их взаимодействие с гидродинамическими возмущениями. Чисто тепловые волны в потоке с кубическим профилем, как показано в затухают [c.323]

И здесь мы различаем чисто тепловой член и член, возникающий от взаимодействия поля деформаций и поля температур. [c.84]

Причиной теплового расширения тел является несимметричный характер кривой зависимости энергии взаимодействия частиц от расстояния между ними (рис. 4.5). В самом деле, если бы частица 2 совершала чисто гармонические колебания около положения равновесия, то сила F, возникающая при отклонении ее на расстояние X, была бы пропорциональна х [c.135]

Основой процесса диффузионной сварки является взаимное проникновение соприкасающихся веществ друг в друга вследствие теплового движения атомов вещества. Для получения сцепления физически чистых поверхностей в вакууме достаточно лишь их соприкосновения. Сварка происходит за счет наличия открытых атомных связей, образовавшихся в результате разрушения кристаллической решетки при механической обработке соприкасающихся поверхностей. Надежность соединения и равная прочность соединительной зоны с основным материалом достигаются лишь тогда, когда зона соединения расширяется и приобретает объемный характер [21 ]. Чтобы осуществить диффузионную сварку поверхностей, необходимо создать некоторое сжимающее давление. Величина давления должна быть достаточной для того, чтобы поверхности сблизились на расстояние, определяемое радиусом взаимодействия межатомных сил. [c.116]

Пайку, при которой припой образуется Б результате контактного плавления соединяемых металлов, промежуточных покрытий илн прокладок, называют контактно-реактивной пайкой. Контактное плавление, являющееся фазовым переходом первого рода (изменение термодинамического состояния сопровождается конечным тепловым эффектом п изменением структуры), наблюдается у материалов, образующих эвтектики или имеющих минимум на диаграмме плавкости. Процесс контактного плавления состоит из двух основных стадий 1) подготовительной, заключающейся в образовании в зоне твердых растворов устойчивых зародышей жидкой фазы, их последующего диффузионного роста и слияния в тонкую пленку 2) собственно контактного плавления — движения межфазных границ, определяемого чисто диффузионным механизмом. Подготовительная стадия определяется в основном граничной кинетикой и включает в себя процессы взаимодействия в твердой фазе на активных центрах (образование химической, в частности, металлической связи) и последующий процесс взаимной диффузии в зоне мостиков схватывания. Таким образом, на отдельных локальных участках зоны контакта образуется диффузионная зона шириной X, подчиняющаяся законам граничной кинетики. Из уравнения X — = О фш) при следующих значениях констант Р = 10 см = [c.46]

Гидравлика литниковых систем и ее особенности. Заполнение литейной формы жидким металлом сопровождается тепловыми и физико-химическими процессами, протекающими как в жидком металле, так и на его границе с окружающей средой и формой. Степень влияния этих процессов на гидравлику литниковых систем зависит от физико-химических свойств заливаемого сплава и материала литейной формы. Чем несовершеннее литниковая система в гидравлическом отношении, тем разнообразнее возникающие в отливке дефекты металлургического происхождения, а также дефекты, которые являются результатом термического, физико-химического и механического взаимодействий металла с окружающей средой и формой. Поэтому при рассмотрении процесса заполнения литейной формы и проектировании литниковой системы к чисто гидравлическим вопросам добавляются вопросы, относящиеся не непосредственно к литниковой гидравлике, а к проблеме получения качественной отливки. [c.46]

Это простое выражение справедливо лишь при абсолютном нуле. В действительности электроны поверхности обладают тепловой энергией. Следовательно, существует член взаимодействия, обусловленный тепловым распределением, который приводит к размазыванию резкой границы, указанной выше. Чистые металлы редко применяются в качестве фотоэмиссионных поверхностей в основном из-за очень низкого квантового выхода (порядка 0,1%) и высокой работы выхода (энергией, достаточной для выбивания электрона, обладают лишь ультрафиолетовые фотоны). [c.119]

Испытания натурного узла (или горелки) на заводе должны проводиться для головных образцов с целью отработки конструкции и для серийных (поголовное или выборочное) с целью контроля качества, в частности для предотвращения большого статистического разброса перечисленных выше параметров. Эти испытания в отличие от промышленных позволяют получить характеристики в чистом виде, без влияния многочисленных эксплуатационных факторов. Однако модельные и натурные испытания не могут характеризовать в полной мере взаимодействия горелок между собой и с топочной камерой, обеспечение собственно процесса горения, воздействие факела на тепловую стойкость горелки и т. п. Все эти вопросы можно выяснить только при проведении промышленных испытаний работающего парового котла, являющихся третьим этапом исследований (см. гл. 8). [c.97]

Соображения, изложенные в разд. 5.6, позволяют сделать утверждение, получившее название принципа состояния. Однако получаемое логическим путем из закона устойчивого равновесия само по себе оно не заслуживает названия принципа или закона . Форма, в которой это утверждение было первоначальна выражено Клайном и Кенигом [7], оказалась жертвой формулировки закона устойчивого равновесия, данной Хацопулосом и Кинаном [1], которые показали, что оно является следствием ЗУР. Мы считаем, что этот принцип приносит непосредственную пользу в двух отношениях а) как обоснование для использования разности энергий в качестве меры переноса тепла (это будет сделано после того, как в следующей главе мы определим понятие о чисто тепловом взаимодействии) и б) при определении числа независимых переменных, задание которых необходимо и достаточно для полного описания устойчивого состояния простой системы. С этим вопросом мы встретимся лишь в гл. 18, в которой будет начато более подробное изучение термодинамических свойств простых систем. По определению (разд. 2.5), принцип состояния относится к связанным системам и может быть сформулирован с помош,ью следующих, несколько более конкретных терминов по сравнению с использованными в работе Клайна и Кенига [c.69]

Анализ формулы (31) позволяет указать два реальных пути получения тонкостенных отливок. Первый путь — использование эвтектических или близэвтектических сплавов, т. е. сплавов, обладающих минимальным интервалом кристаллизации (например, сплавов алюминия АЛ2, АЛ4, АЛ9 и т. п.). Второй путь — резкое повышение В1 — интенсивности теплового взаимодействия отливки с формой. Это возможно при литье в неокрашенную изнутри чисто обработанную металлическую форму слой окислов на поверхности таких форм имеет р = 7000 ч-9000 вт1 м -град). Здесь возникает серьезная трудность заполнения формы, преодолеть которую удается лишь использованием способа литья под давлением. Ряд зарубежных фирм, имеющих машины большой мощности, уже отливают таким способом тонкостенные отливки значительных габаритов. [c.170]

Большинство уравнений гидродинамики смеси описывает движение центра масс системы (барицентрическое движение [154]), причем индивидуальное движение компонентов характеризуется членами диффузии в смеси [831]. В последующих главах будет показано, что при исследовании системы с дискретной фазой часто желательно и удобно рассматривать движение отдельных компонентов, взаимодействующих с другими ко шонентами смеси. Это требует выяснения связи общего движения компонентов с движением смеси, которую они составляют, и связи свойств переноса компонентов в смеси со свойствами переноса смеси в цело.м и чистых компонентов. Чтобы сделать возможными расчеты физических систем, в формальный аппарат для выражения, парциальных напряжений, энергии и тепловых потоков должны быть включены, как предложено Трусделлом и Ноллом [831], свой-ч тва, поддающиеся измерениям. Выводы применимы к общему виду смесей, содержащих частицы различных масс (аэрозоли или молекулы). [c.269]

При прохождении ударной волны через газовзвесь частпцы отбирают у газа часть его кинетической и тепловой энергии, ускоряя тем самым затухание конечных возмугценпй. Это обстоятельство проиллюстрировано на рис. 4.5.4, где приведены результаты расчета взаимодействия ударного импульса, образованного в газе, с газовзвесью. Ударный импульс в газовзвеси затухает и замедляется как за счет волны разрежения от задней неподвижной стенки (а = —0,75 м), так и за счет частиц. При этом, в отличие от чистого газа, где структура волны близка к треугольной (штрихнуиктирные линии), наличие частиц трансформирует структуру волны в холмообразную. [c.355]

Для металлов характерны те же эффекты, что и для полупроводников, но из-за большого затухания Г. эти эффекты становятся заметными лишь при темп-рах ниже 10К, когда вклад в затухание за счёт колебаний решётки становится незначительным. Распространение упругой волны в металле вызывает движение положит, ионов, и если электроны не успевают следовать за ними, то возникают электрич. поля, к-рые, воздействуя иа электроны, создают электронный ток. В случае продольной волны изменения плотности создают пространственный заряд, к-рый иепосредственпо генерирует электрич. поля. Для ноперечных воли изменения плотности отсутствуют, но смещения положит, ионов вызывают осциллирующие маги, поля, создающие электрич. поле, действующее на электроны. Т. о., электроны получают энергию от упругой волны и теряют её в процессах столкновения, ответственных за электрич. сопротивление. Электроны релакснруют путём столкновений с решёткой положит, ионов (примесями, тепловыми фононами и т. д.), в результате чего часть энергии возвращается обратно к упругой волне, к. рая пе-реносшсн решёткой положит, ионов. Затухание Г. в чистых металлах при низких темп-рах пропорционально частоте. Если металл — сверхпроводник, то при темп-ре перехода в сверхпроводящее состояние электронное поглощение резко уменьшается. Это объясняется тем, что с решёткой, а следовательно, и с упругой волной взаимодействуют только нормальные электроны проводимости, число к-рых уменьшается с понижением темп-ры, а сверхпроводящие электроды (объединённые в куперовские пары — см. Сверхпроводимость), число к-рых при этом растёт, в поглощении Г. не участ. вуют. Разрушение сверхпроводимости внеш. маги, полем приводит к резкому возрастанию поглощения. [c.477]

Другой механизм поглощения, также имеющий место в большинстве веществ, связан с нелинейным взаимодействием звуковой волны и тепловых колебаний крн-сталлич. решётки, т. е. с взаимодействием звуковых и тепловых фононов. Такое П. з. поэтому часто наз. решёточным или фононным . Оно проявляется на ВЧ в достаточно чистых и бездефектных кристаллах. В зависимости от частоты и соотношения длины волны УЗ и длины свободного пробега тепловых фононов в кристалле (определяемой темп-рой) рассматриваются разл, модели фононного поглощения. На сравнительно низких частотах действует т. н. механизм Ахиезера. Он заключается в том, что звуковая волна, представляющая собой когерентный пучок фононов, нарушает равновесное распределение тепловых фононов, и вызванное ею перераспределение знергпи между фононами приводит к необратимому процессу диссипации энергии. Этот механизм имеет релаксац. характер, причём роль времени релаксации играет время жизни фюпо-на, равное т 1/с 3-к1сус , где I — длина свободного пробега фонона, с — средняя скорость звука. В этом случае коэф. П. з. [c.658]

В том же направлении влияло и введение Гельмгольцем понятия скрытых масс и скрытых движений для отнесения не спеирфического, не укладывающегося в рамки обычной механики характера тепловых процессов. Естественно поэтому было попытаться отказаться в механике от сложного понятия силы как исходного понятия, положив в основу взаимодействие скрытых и наблюдаемых масс. Принципиально эта концепция была прогрессивной, так как стремилась выразить все основные понятия механики через двин<ение масс, рассматриваемое как исходный пункт. Но в силу исторической ограниченности физики XIX в. в этой концепции характер и поведение скрытых объектов рассматривались как чисто механический комплекс взаимодействий. Кроме того, скрытые массы оставались скрытыми, непознаваемыми элементами этой картины, что неизбежно приводило к агностическим выводам. [c.236]

Истинная нормальная мода колебаний и фонон, который является ее квантом энергии, распространяются, не меняясь, сквозь кристалл. Если, однако, в кристалле с конечной теплопроводностью имеется температурный градиент, то должны быть взаимодействия, которые приведут к уменьшению энергии колебаний движение атомов тогда уже не соответствует чисто нормальным модам. Тепловая энергия переносится волновыми пакетами, образованными из почти нормальных мод, которые локализованы и распространяются с групповой скоростью фононов urp = = d aldq. Поглощение учитывается за счет изменения числа фононов в различных местах. Величина Л (д) дает число квантов моды q, которые входят в состав 90ЛНОВОГО пакета. Пайерлс [185] рассмотрел условия [c.36]

Поскольку расчетное значение электронной теплопроводности оказывается меньше измеренного, то сразу не очевидно, какие из этих расчетов верны. Отличие можно приписать как раз решеточной теплопроводности. Во многих практических случаях такое суммирование двух главных компонент электронного теплового сопротивления будет обеспечивать достаточную точность. Однако в экспериментах на разбавленных олово-кадмиевых сплавах (с содержанием кадмия меньше 1%) Карамаргин и др. [ИЗ] обнаружили весьма сложное поведение решеточной теплопроводности, определяемой по разности между полной измеренной теплопроводностью и рассчитанной электронной компонентой. Решеточная теплопроводность сначала росла с температурой от самой низкой температуры эксперимента (4,2 К), но затем она начинала быстро падать при какой-то определенной температуре для каждого образца. Таким образом, величина решеточной теплопроводности имела сильно различающиеся значения как раз там, где можно было ожидать, что она слабо зависит от концентрации примесей и определяется главным образом фонон-фонон-ными взаимодействиями. Те же авторы ранее [112] обнаружили в этом сплаве отклонения электрического сопротивления от правила Маттисена. Они определили для каждого образца при заданной температуре величину Арг, на которую измеренное электрическое сопротивление отличалось от суммы идеального сопротивления, находимого по измерениям на чистом олове, и остаточного сопротивления. Аналогичные отклонения от правила аддитивности, по предположению авторов, должны были происходить и для теплового сопротивления добавочное тепловое сопротивление находилось по формуле [c.230]

Экстраполяция решеточного теплового сопротивления к нулевой концентрации примесей, по-видимому, должна дать значение решеточного, теплового сопротивления в чистом металле. Пр и низких температурах как для палладиевого, так и для кадмиевого сплавов такая экстраполяция приводит к решеточному тепловому сопротивлению Ц7рР 5 м К /Вт. Эту величину нельзя прямо сравнивать с идеальным электронным тепловым сопротивлением, поскольку последнее пропорционально а не Р. Однако можно провести сравнение этих величин при 10 К, когда наблюдаемое значение = 5-10 , в то время как определяемое по формуле (12.2) W , = 3 10 м К/Вт (если предположить, что электроны одинаково взаимодействуют с фононами всех поляризаций). Это предположение отчасти оправдывается довольно хо- [c.234]

Оба компонента неполярны. Наиболее простые зависимости наблюдаются в группе систем, образованных неполярными компонентами, где взаимодействие между молекулами обусловлено чисто дисперсионными силами (смеси насыщенных углеводородов, смеси четыреххлористого углерода с углеводородами и т. п.). Тепловые эффекты смешения в таких системах невелики, смешение происходит с поглощением тепла АН > 0), хотя возможны и редкие исключения (например, система октан — тетраэтилметан, где АН <0). Теплота смешения незначительно за исит от температуры, и значения dAHIdT для всех исследованных систем отрицательны. [c.31]

Обратим внимание на оптическую схему генератора (рис. 5.10). Он работал при одном пучке накачки. Вьпие (п. 4.2.1) было показано, что такая генерация возможна лишь при наличии в среде нелокального нелинейного отклика. Следовательно, описанный генератор работал благодаря записи сдвинутых решеток при снятии вырождения по частотам взаимодействующих волн. В этом случае наряду с параметрическим четырех-пз овым энергообменом должен проявиться и двухпучковый энергообмен, который хорошо известен как вынужденное температурное рассеяние. Перекрытие одного из зеркал превращает схему из генератора с линейным резонатором в генератор с полуоткрытым резонатором (п. 4.2.2). Для такого резонатора характерен жесткий режим возбуждения и необходимо, чтобы отклик нелинейной среды был чисто нелокальным. В слз ие же тепловой нелинейности отклик среды всегда смешанный, так как сдвиг решетки относительно возбуждающей интерференционной картины не [c.186]

Данные для чистых жидких металлов приведены в приложении XXXIV. Кроме значения для сжимаемости ртути, измеренного непосредственно Бриджменом [272], значения сжимаемости были получены с помощью ультразвуковой техники [273—275]. Значения а и рл следуют точно картине, наблюдаемой в твердом состоянии [47], т.е. самые высокие расширения и сжатия имеют щелочные металлы, в которых объем велик, а самые низкие-—переходные металлы и металлы группы IB, в которых мал свободный объем и сжатие поэтому затруднено. Малый свободный объем определяется прочностью связи, которая возникает в результате взаимодействия между электронами в с -оболочках и препятствует быстрому тепловому разупорядочению решетки. [c.99]

Имеются, однако, и возражения против данного метода, когда реагирующим газом являются воздух или другая смесь газов, взаимодействующая с металлом с различной скоростью например, в случае воздуха кислород поглощается значительно скорее азота влага, обычно содержащаяся в воздухе, также изменяет концентрацию реагирующих газов. Даже если время от времени впускать свежий воздух в трубку, атмосфера в установке все равно будет обогащена азотом. Для того чтобы ослабить этот эффект, объем у становки должен быть достаточно велик по сравнению с объемом воздуха, расходуемого на реакцию окисления. Но увеличение объема установки уменьшает чувствительность метода. Кроме того, в газовых смесях проявляется эффект тепловой диффузии, и хотя для с.меси кислорода с азотом эта диффузия незначительна, она все же привносит трудно определимую погреш итсть. Дань [609], пользоваБШИися в своих исследованиях кислородом 95%-пой чистоты, столкнулся с некоторымп трудностями, которые исчезали, когда загрязненный газ заменили чистым кислородом. Тем не менее этот метид оказался весьма полезным, даже когда воздействующей газообразной средой был воздух, из-за простоты методики и возможности при измерениях непрерывно записывать через определенные короткие промежутки времени (до 60 мин) количество поглощаемого кислорода, например, в случае окисления различных сплавов хрома при 1250° С [401] . [c.242]

Чисто гидродинамический подход, развитый в предыдущем параграфе, позволяет следить лишь за ц-ветзями спектра. В полном же спектре присутствуют еще и у-ветви. Кроме того, конечно, взаимодействие тепловых и гидродинамических возмущений при О =5 О приводит к существенному изменению гид [c.316]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...