|
|
|
| Межотраслевая Интернет-система поиска и синтеза физических принципов действия преобразователей энергии | |
Стартовая страница |
О системе |
Технические требования |
Синтез |
Обучающий модуль |
Справка по системе |
Контакты |
 | Термомеханический эффект |
 | |
Анимация
Описание
Термомеханический эффект (эффект фонтанирования) появление в сверхтекучей жидкости разности давлений (градиента давлений), обусловленной разностью температур (градиентом температур). Термомеханический эффект проявляется, например, в различии уровней жидкости в двух сосудах, сообщающихся через узкую щель или капилляр и находящихся при разных температурах.
Наглядный способ демонстрации термомеханического эффекта заключается в нагреве электромагнитным излучением трубки, набитой мелким черным порошком и опущенной одним концом в сверхтекучий гелий. При освещении порошок быстро нагревается, и из-за возникающей разности давлений в сосуде и вне его жидкий гелий фонтаном выбрасывается из верхнего конца капилляра. В рамках двухжидкостной модели сверхтекучего гелия термомеханический эффект можно объяснить как выравнивание концентраций сверхтекучей компоненты, свободно протекающей через щель в направлении нагретой части жидкости. В то же время поток нормальной компоненты в обратном направлении невозможен из-за действия сил вязкости. Для разности давлений в термомеханическом эффекте динамически получено соотношение:
,
где r - плотность;
S - энтропия жидкого гелия.
Обратный эффект - охлаждение сверхтекучего гелия при продавливании его через узкие щели или капилляры - называется механокалорическим эффектом.
Ключевые слова
Разделы наук
Применение эффекта
Данный ФЭ применяется при экспериментальных исследованиях свойств сверхтекучих жидкостей, в частности, гелия (Не).
Реализации эффекта
Техническая реализация эффекта
Способ технической реализации термомеханического эффекта в нагреваемом сосуде (см. рис. 1). В сосуд со сверхтекучей жидкостью помещена трубка с черным порошком, назначение которого состоит в поглощении света и нагреве жидкости. При освещении трубки порошок нагревает жидкость и последняя выплескивается из сосуда за счет образующегося термоиндуцированного градиента давления.
Схема технической реализации термомеханического эффекта
Рис. 1
Обозначения:
1 - сверхтекучая жидкость;
2 - сосуд;
3 - трубка с порошком черного цвета;
4 - поток света.
Литература
1. Физическая энциклопедия. - М.: Большая российская энциклопедия, 1998. - Т.5. - С. 95-96.
| Стартовая страница О системе Технические требования Синтез Обучающий модуль Справка по системе Контакты | |
 |
|
| Copyright © 2008 РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина | |
