Связь с энергиями упорядочения

Связь с энергиями упорядочения [c.382]

Односторонность тепловых процессов поясняется молекулярно-кинетической теорией вещества. Энергия, которая передается в процессе энергообмена с помощью теплоты, обусловлена особым видом движения — хаотическим движением атомов и молекул, тогда К К остальные виды энергии связаны с направленным, упорядоченным движением структурных частиц. Однако упорядоченное движение легко может стать хаотическим как наиболее вероятным и, наоборот, упорядочение хаотического движения затруднительно. [c.37]

Теория Гортера — Казимира и теории, связанные с ней. Для объяснения термодинамических свойств сверхпроводников предлагались различные двухжидкостные модели. Все они основываются на двух главных предположениях 1) существует конденсированное состояние, энергия которого характеризуется некоторым параметром упорядочения 2) вся энтропия связана с наличием возбуждений отдельных частиц аналогично тому, [c.685]

С молекулярно-кинетической точки зрения теплота связана с движением атомов и молекул, из которых состоят тела она представляет собой микрофизическую форму передачи энергии от одного тела к другому путем непосредственного молекулярного взаимодействия, т. е. посредством обмена энергией между хаотически движущимися частицами обоих тел. Работа в отличие от теплоты представляет собой макроскопическую упорядоченную форму передачи энергии путем взаимного действия тел друг на друга. [c.26]

Объяснение результатов описанных выше экспериментов возможно на основании следующих двух явлений. Прежде всего следует указать, что коэффициент диффузии элементов в /3-латуни (с о.ц.к. структурой) в 10 раз больше, чем а-латуни (с г.ц.к. структурой). Следовательно, диффузия в исходной /3,-фазе происходит быстро, легко достигается равновесное упорядоченное состояние. Мартенситная фаза, если не принимать во внимание упорядочение, имеет г.ц.к. структуру. Еще одна причина заключается в том, что после превращения возможно перераспределение атомов. Мартенситное превращение — это явление, происходящее путем кооперативного движения атомов, поэтому мартенситная фаза наследует упорядоченное расположение атомов исходной фазы. В связи с этим сохраняется возможность еще больше понизить свободную энергию системы путем изменения расположения атомов в состоянии мартенситной фазы Для изменения расположения атомов нет необходимости в диффузии на большие расстояния. Такое изменение возможно путем обмена местами ближайших соседних или следующих за ними атомов. [c.139]

Одним из типичных примеров самоорганизации диссипативных структур является переход ламинарного течения жидкости в турбулентное. До недавнего времени он отождествлялся с переходом к хаосу. В действительности же обнаружено, что в точке перехода путем самоорганизации диссипативных структур происходит упорядочение, при котором часть энергии системы переходит в макроскопически организованное вихревое движение, схематически представленное на рис. 3. Таким образом, гидродинамическая неустойчивость при переходе ламинарного течения в турбулентное связана с образованием динамических диссипативных структур в виде вихрей. [c.23]

Наша цель состоит в дальнейшем выяснении природы самоорганизации в связи с нарушением законов сохранения. Будет показано, что процесс термодинамической самоорганизации приводит к отрицательной температуре, росту энтропии и уменьшению внутренней энергии. Таким образом, он вовсе не сводится к упорядочению, и уместно говорить не о параметре порядка, а о внутреннем параметре, дополняющем набор термодинамических параметров состояния. Что касается процесса кинетической самоорганизации, то здесь рост внешнего воздействия приводит к уменьшению стационарного значения энтропии, означающему упорядочение. [c.78]

Однако, если просто изучать все многообразие дислокационных структур, то очень трудно выявить общие закономерности накопления повреждений в процессе усталости. Важно рассмотреть эволюцию дислокационных структур при характерных (пороговых) условиях пластической деформации и проводить анализ тех пороговых дислокационных структур, которые связаны с бифуркационным состоянием отдельных объемов материала и в которых происходит неравновесный фазовый переход, связанный с образованием новой, более устойчивой фазы - микротрещины [58, 59]. В этом смысле весьма перспективно привлечь к анализу представления синергетики (области научных исследований, целью которых является выявление общих закономерностей в процессах образования, устойчивости и разрушения упорядоченных временных и пространственных структур в сложных неравновесных системах различной природы [60]). Подходы синергетики позволяют описывать сложное поведение открытых систем (а образец или конструкция, которые испытываются на усталость, являются открытыми системами), не вступая в противоречие со вторым законом термодинамики [61-69]. Синергетика оперирует с диссипативными структурами, образующимися в неравновесных условиях в результате обмена энергией (или энергии и веществом) с окружающей средой при подводе внешней энергии к материалу. [c.85]

В других же веществах, например в металлах, часть атомных электронов не связана с определенными ядрами, и эти свободные электроны могут перемещаться внутри металла при этом металл остается нейтральным, так как в нем сохраняется равновесие между электронами и ядрами атомов, несмотря на беспорядочное движение свободных электронов. Если же кусок металла приключить к источнику электрической энергии, то в металле появится упорядоченное движение свободных электронов, т. е. появится электрический ток. По этой причине все металлы являются проводниками электрического тока. [c.8]

Наиболее простой и естественной организацией цепных молекул в трехмерные агрегаты является их укладка параллельно друг другу с той или иной степенью выдерживания этой параллельности, с той или иной степенью упорядоченности этой укладки. Такая укладка присуща волокнистым тканям животных и растений, где она связана с условиями роста. В синтетических и природных полимерах стремление к такой укладке определяется общими соображениями о выигрыше свободной энергии при наиболее правильном взаимном расположении. [c.84]

Работа всегда связана с перемещением макроскопических тел в пространстве, например перемещением поршня, деформацией оболочки, поэтому она характеризует упорядоченную (макрофизи-ческую) форму передачи энергии от одного тела к другому и является мерой переданной энергии. [c.13]

В процессе посткристаллизационной трансформации фрактальной структуры сплава в кристаллическую происходит пространственная перестройка и увеличение количества связей между частицами (уплотнение твердой фазы), а также упорядочение связей по 1шинам и энергиям. Несомненно, что такие процессы, происходящие с фрактальной структурой, должны быть связаны с флуктуациями выделяющейся в процессе образования дополнительных связей энергии. Поэтому данный тепловой процесс может рассматриваться как фрактальный шум. Фрактальным шумом называется последовательность случайных значений какой-либо величины, лежащей в определенных пределах. [c.96]

Теория направленного упорядочения возникла в связи с исследованиями явления временного спада проницаемости, объясняемого наличием в твердом растворе атомов внедрения. Если большинство атомов внедрения будет расположено в междуузлиях вдоль одной определенной оси, например 1100], то возникнет одноосная анизотропия. В любом твердом растворе, который неполностью упорядочен, имеется совокупность пар одинаковых атомов. Эти пары атомов выстраиваются вдоль приложенного магнитного поля. Необходимо показать, что энергии внешнего магнитного поля достаточно для того, чтобы создать направленное упорядочение, а в том случае, если направленное упорядочение уже возникло, то оно может объяснить величину наблюдаемой магнитной анизотропии. Теоретически и экспериментально было показано, что каждая пара атомов обладает энергией, зависящей от угла между локальной намагниченностью и осью пары. При температурах ниже температуры Кюри, но достаточных для того, чтобы диффузия успевала проходить за конечный промежуток времени,, пары одинако- [c.155]

С точки зрения кинетической теории материи тепло связано с движением частиц, из которых состоит всякое реальное тело, и представляет собой микрофизическую форму передачи энергии от одного тела к другому либо путем непосредственного молекулярного взаимодействия, т. е. через обмен энергией между хаотически движущимися частицами обоих тел, либо путем излучения энергии одним телом и поглощения излученной энергии другим телом. Работа в отличие от тепла представляет собой макрофизически упорядоченную форму передачи энергии путем взаимного механического воздействия тел. В этом и заключается качественное различие понятий работа и тепло . [c.9]

В связи с этим на первый взгляд может показаться странным, что экспериментальные исследования диффузии внедренных атомов в сплавах замещения приводят обычно к зависимостям 1п О от 1/Г, не имеющим значительных отклонений от прямолинейности. С этим связан тот факт, что при таких экспериментальных исследованиях понятие энергии активации в ряде случаев применяется и к диффузии по междоузлиям сплавов замещения. Как будет показано ниже, такая ситуация объясняется тем, что в реальных сплавах отклопспия от прямолинейности оказываются заметными лишь в весьма широком температурном интервале, не всегда реализуемом на опыте, или же при резких изменениях в протекании процесса диффузии, имеющих место, например, при температуре упорядочения сплавов. Нелинейные зависимости 1ц от Т были действительно обнаружены экспериментально в ряде сплавов рассматриваемого типа. [c.275]

В работе [6] кинетика процессов перераспределения внедренных атомов С в упорядочивающихся сплавах А — В типа АнСнз была рассмотрена аналогичным методом для более сложного случая, когда атомы С могут занимать не только октаэдрические, но и тетраэдрические междоузлия ГЦК решетки, В упорядоченном состоянии таких сплавов приближение средних энергий, как и для сплавов типа р-латуни, приводит к двум рассмотренным выше типам октаэдрических междоузлий и к одному типу тетраэдрических. Таким образом, атомы С распределяются по междоузлиям трех типов, В связи с этим в общем случае упорядоченного сплава процесс перераспределения атомов С, как и в сплавах с ОЦК решеткой, уже не может быть охарактеризован одним временем релаксации и требуется вводить лве постоянные размерности времени. Время релаксации может быть введено в случае неупорядоченных сплавов А — В. Температурная зависимость равновесных концентраций атомов С в междоузлиях трех типов определяется разностями средних высот потенциальных барьеров для соответствующих переходов. [c.337]

Необходимо достичь некоторого критического уровня напряженного состояния материала у кончика трещины, чтобы произошло возрастание средней скорости настолько, что отдельные участки фронта могли бы единым образом упорядоченно релаксировать энергию (усталостные бороздки). Далее, по мере нарастания скорости роста трещины, отдельные участки будут существенно удаляться от макрофронта и тем самым создавать предпосылки для лавинообразного нарастания разрушения материала. Такая ситуация имела место в случае разрушения титанового сплава. В нем трещина развивалась быстро из-за того, что переход ко второй стадии роста трещины с формированием усталостных бороздок не произошел. Причина этого связана с наличием в материале дефектного альфирован-ного газонасыщенного слоя. Он не был удален с детали в процессе производства, что и послужило причиной преждевременного разрушения ее в условиях эксплуатации. [c.269]

На протяжении нескольких лет (с 1971 по 1976 г.) упорядочение пор наблюдалось только в материалах, облученных нейтронами или ионами, но не при облучении их в высоковольтном электронном микроскопе. В связи с этим в обзорах и статьях по упорядочению пор, опубликованных по 1976 г., к особенностям развития упорядоченной структуры пор относят отсутствие упорядочения пор при облучении материалов в высоковольтном электронном микроскопе [158]. В 1976 г. Чаддертон и др. [156] сообщили о формировании ГЦК-решетки пор во флюорите кальция при облучении электронами с энергией 100 кэВ. Фишер и Уильямс [161] наблюдали пространственное упорядочение пор при облучении в высоковольтном микроскопе азотированной стали 20/25, легированной титаном. [c.162]

Структура атмосферы, профила темп-ры и давления похожи на юпитерианские, Темп-ра в тропосфере на уровне с давлением 1 атм составляет ок. 145 К и медленно понижается с высотой (с адиабатвч. градиентом 0,85К км 1). В тропопаузе при давлении ок. 0,1 атм вемп-ра прибл. 80 К. Ниже неё расположены облака, к-рые, вероятно, состоят на веек, слоёв считается, что верхний видимый слой образовав в осн. кристаллами аммиака, хотя этот факт нельзя считать окончательно установленным. Для атмосферы С. характерно наличие ряда динамич. образований (полос типа зон и поясов, пятен), роднящих его с Юпитером. Вместе с тем упорядоченная структура зон и поясов (отражающих систему планетарной циркуляции), а также наблюдаемых крупных пятен — овалов (ассоциируемых с крупными атм. вихрями) на С. выражена менее чётко из-за протяжённого слоя надоблачной мелкодисперсной дымки. Размеры динамич. образований (вихрей и струй) велики по сравнению со шкалой высот ( 60 км), но малы по сравнению с и меньше аналогичных образований на Юпитере. В то же время скорости ветра на экваторе С. в неск. раз превышают скорости атм. движений в приэкваториальной зоне Юпитера, достигая почти 500 м/с. Возможно, это связано с тем, что в систему циркуляции на С. вовлекаются более глубокие области атмосферы, где интенсивность передачи момента кол-ва движения в область экваториальных широт выше. Заметные различия динамики атмосфер С. и Юпитера определяются различием интенсивностей источников тепла в недрах этих планет, меньшим значением ускорения силы тяжести и большей толщиной наруншой непроводящей молекулярной оболочки С. По этой же причине для атмосферы С, характерна меньшая по сравнению с Юпитером роль в передаче кинетич. энергии Вихревых движений упорядоченным зональным течениям. [c.420]

Кинематические фазовые переходы при достаточно большом разнообразии имеют много общих черт. Во-первых, упорядочение связано с понижением симметрии. Это обусловлено появлением новых ограничений и дополнительных связей между величинами, характеризующими систему. На эту особенность фазовых переходов впервые обратил внимание Л.Д. Ландау. Симметрийные соотношения при кинетических фазовых переходах (изменении структур) выполняются в огромном диапазоне энергий - от температур, близких к абсолютному нулю, до самых больших, которые удалось измерить. С уменьшением температуры в системе устанавливается больший Порядок. Например, в металлах при понижении температуры кубическая решетка может смениться гексагональной, поскольку симметрия кубической решетки выше. [c.25]

Несмотря на большое теоретическое значение этой проблемы, мы не будем ее здесь рассматривать. Следует отметить, что разрушение упорядоченного расположения атомов связано с затратой энергии и отсюда—с аномальным повышением удельной теплоемкости в обл1асти критической точки. Эти эффекты подробно исследовал Сайкс [26], аппаратура которого описана ниже. Образование сверхструктуры сопровождается также увеличением электрической проводимости. Это объясняется тем, что вследствие волновой природы электронов их движение сквозь кристалл должно облегчаться при правильном распределении атомов. Наоборот, по мере повышения температуры упорядоченного сплава, электрическое сопротивление увеличивается аномально в области критической точки. Как будет показано ниже, экспериментальные исследования электрического сопротивления проливают свет на ход процессов упорядочения и разупорядочения (см. главу 27). [c.44]

Предварительные результаты также свидетельствуют о возможности значительного улучшения сопротивления ползучести алюминидов железа. Так, например, добавка 6 % (ат.) (Mo+Ti) в твердый раствор FejAl вызывает увеличение на шесть порядков времени до разрушения при температурах около 700 °С [18]. Это связано со значительным повышением энергии активации ползучести за счет роста на 200 °С критической температуры упорядочения типа DO3 (примерно от 550 до 750 °С). В литературе также отмечено повышение предела ползучести сплавов на основе FeAl [19]. В этой системе, однако, упрочнение связано с растворением примесей, в первую очередь Nb и Та, приводящим к образованию вторых фаз типа тройных интерметаллидов, что и обеспечивает значительную прочность сплавов при 827 °С. [c.295]

Ползучесть и длительная прочность. Эвтектики с преимущественно ориентированной структурой (например, r/r -5 и Nita 14В), как видно из рис. 19.5, обладают прекрасными характеристиками ползучести и длительной прочности в продольном направлении [24]. Энергия активации ползучести эвтектик, как правило, выше, чем в обычных сплавах, что, вероятно, связано с более слабой диффузией в упорядоченных интерметаллических соединениях или карбидах тугоплавких металлов, которые чаще всего и служат армирующими эвтектику фазами. [c.301]

В терминах- модели упрочнения, вызванного упорядочением, проанализировали несколько групп экспериментальных данных, собранных в табл. 3.2. Анализ продемонстрировал заметное влияние содержания легирующего элемента на энергию АФГ . Практически все суперсплавы содержат и Сг, и Ti, хотя влияние их на энергию АФГ противоположно. Проектируя сплав, следует стремится к максимально возможному увеличению 2Го. Гляйтер и Хорнбоген [21] привели доказательство связи между параметрами упорядочения и размером частиц в сплавах системы Ni- r—А1. Следовательно, прочность может меняться с изменением длительности старения и температуры только за счеТ упорядочения. С другой стороны, если механизм перерезания частиц изменяется с изменением температуры, необходимо принимать в расчет характеристики дефектов упаковки, образующихся в результате перерезания [14], [24], [25]. [c.125]

Упорядоченное состояние физической (или другой) системы связано с согласованностью поведения подсистем (молекул, атомов). Это приводит к формированию упорядоченных структур в открытых системах в результате обмена энергией и веществом с окружающей средой, когда устанавливается определенное соотношение между производством энтропии и ее обменом со средой. Это следует из принципа Пригожина—Гленс-дорфа [18]— минимума производства энтропии, определяющего поведение системы вдали от термодинамического равновесия. Производство энтропии играет в необратимых процессах такую же роль, как энтропия в равновесных системах. Энтропию открытых систем, обменивающихся энергией и веществом с окружающей средой, Гленсдорф и Пригожин рассматривают в виде суммы двух составляющих [c.12]

При нагреве в точке Кюри (768° С) происходит магнитное упорядочение атомов железа в ОЦК решетке, при котором магнитные моменты на атомах сохраняются прежними, но направление их в одной примитивной кубической подрешетке оказывается антипарал-лельным направлению во второй подрешетке. Вследствие этого немагнитное a-Fe или p-Fe, существуюш ее между 768 и 91Г С, имеет ОЦК структуру, но оказывается антиферромагнетиком [58]. При нагреве железа до 91Г С вследствие повышения энергии шесть rf-электронов заполняют три верхние ячейки и спариваются.Отсут-ствие неспаренных d-электронов и спиновая внутриатомная связь обусловливает парамагнетизм и плотную кубическую структуру y-Fe без валентных связей с чисто металлическим взаимодействием остовов через электронный газ. [c.32]

Иерархическая термодинамика (макротермодинамика или структурная термодинамика) изучает сложные гетерогенные химические и биологические системы, прежде всего открытые системы, обменивающиеся со средой веществом и энергией. Согласно иерархической термодинамики подобная система представляется в виде совокупности соподчиненных подсистем, иерархически связанных расположением в пространстве (структурная или пространственная иерарх,уя) и (или) временами установления равновесия (рис. 1.8). Отмечено, что возникновение структур различных иерархий биомира позволяет ввести представления о термодинамической самоорганизации (самосборка). Г.П. Гладышев рассматривает термодинамическую самоорганизацию как процесс самосборки, т.е. самопроизвольное упорядоченное объединение структур i-й иерархии с образованием структур (i+1)-й иерархии. Процесс самосборки является неравновесным процессом типа фазового перехода [72]. Введение понятия термодинамическая самоорганизация является важным в связи с необходимостью отличать этот тип самоорганизации от динамической самоорганизации (или - просто самоорганизаций в терминологии И. Пригожина) - процесса, в ходе которого возникает, воспроизводится или совершенствуется организация динамической Системы, находящейся в состоянии, далеком от равновесия. [c.38]

ТЦО конструкционной стали 40ХА приводит к увеличению почти на 30 %, что свидетельствует об увеличении плотности, дислокаций, дроблении зерен и субзерен. Это увеличивает рассеяние энергии при распространении ультразвуковых колебаний. Дробление зерен и суб-зерен при ТЦО приводит к ускорению релаксационных процессов и снижению остаточных внутренних напряжений второго рода. Увеличение коэффициента Пуассона после ТЦО связано с упрочнением металла в области упругих напряжений. Несмотря на увеличение числа протяженных линейных Дефектов структуры (линейных дислокаций и границ зерен), металл имеет более плотное и упорядоченное состояние. Об этом свидетельствует рост скоростей продольных о и поперечных У( ультразвуковых колебаний. [c.70]

Особенно важным является повышениз напряжения перехода к III стадии и увеличение здесь коэффициента упрочнения. Это связано с затруднением в результате легирования поперечного скольжения дислокаций (из-за увеличения сил трения), упорядочения и, очень часто, уменьшения энергии дефекта упаковки. В результате коэффициент деформационного упрочнения и уровень напряжений течения поликристаллических сплавов — твердых растворов оказываются более высокими, чем чистого металла. [c.132]

Данная особенность процессов возникновения теплоты за счет трения связана с молекулярной природой теплоты. Характерная особенность тепловой энергии заключается в том, что это есть эне,ргия хаотического неорганизованного движения мельчайших частиц вещества. Возникшее при определенных условиях организованное, упорядоченное движение легко нарушается, как только перестают действовать эти условия, и переходит при всех обстоятельствах в хаотическое неправильное движение, так как такое движение является наиболее (вероятным. Поскольку беспорядочное тепловое движение частиц более вер01ятно, чем упорядоченное, то все виды энергии легко переходят в теплоту. Превращение хаотического теплового движения как более вероятного в упорядоченное движение как менее вероятное возможно лишь при определенных условиях. Самопроизвольно первый вид движения не переходит во второй. [c.124]

Следовательно, этот процесс должен происходить очень быстро даже при НИ5КИХ температурах. Упрочнение при блокировке дислокаций по Снейку связано с затратой дополнительной энергии на процесс разупорядочения при скольжении дислокации. Это упрочнение является особенно сильным для винтовых дислокаций, поскольку они имеют поля только касательных напряжений. Так как степень тетра-гональности р етки а-железа пропорциональна концентрации углерода и азота, уо эффект упрочнения при упорядочении также зависит от указанной концентрации, а именно [c.13]

Пунктиром на рис. 1 показаны результаты использования уравнения (1) в предположении хаотического распределения атомов, в связи с чем х + 1 х1 и р. = х хр- - При этих расчетах использовались пара болические зависимости энергий центральных атомов от состава их окружения и 2 = 8. То же самое получается и при 2=7 (несколько иными будут только коэффициенты в зависимостях Е (/) и 2 (О- Результаты расчетов, учитывающих упорядочение атомов, как это видно из рис. 1, значительно лучше согласуются с экспериментальными данными. [c.75]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...