Скорость звука при низких температура

Мы видели, что, согласно теории Ландау, магнитная восприимчивость и скорость звука ферми-жидкости не зависят от температуры. Опыты с жидким Не при температурах ниже 0,05 К подтверждают это. Измеряя С[/ и х жидкого Не при очень низких температурах, когда X и я становятся постоянными, можно найти параметры т, [c.259]

Собственно теплопередача с помощью тепловой трубки состоит в переносе теплоты, отбираемой от какого-либо внешнего теплоносителя испарительным концом трубки и затрачиваемой на парообразование рабочей жидкости, переносе этой теплоты быстро движущимся (со скоростью, близкой к скорости звука) паром на другой конец трубки, где эта теплота выделяется при фазовом переходе пар— жидкость (конденсации). Рабочая жидкость, обладающая необходимыми свойствами в зависимости от требуемого внешнего температурного уровня, циркулирует в герметичной трубке по замкнутому контуру. Для диапазона 200-500 К в тепловых трубках используются под повышенным давлением обычные жидкости, среди которых вода обладает наибольшей теплотой фазового перехода, что существенно для тепловой производительности трубки. При низких температурах (до 200 К) в криогенной технике используются низкокипящие вещества, такие как фреоны, азот, гелий и т. п. В интервале 550-750 К используются расплавы щелочных металлов. [c.358]

Если газ отличен от идеального, что имеет место при высоком давлении или низкой температуре, скорость звука в нем определяют по формуле, следующей из соотношения (2.15) при использовании уравнения состояния реального газа [c.40]

Мы рассмотрели два основных типа разрушения твердых тел. Первый (механический) наблюдается при низких температурах. Он происходит практически мгновенно (со скоростью звука), когда действующая нагрузка достигает некоторого критического уровня. Второй (кинетический) тип разрыва по существу является вероятностным процессом [48], определяемым временем ожидания достаточно мощной тепловой флуктуации, способной разорвать структурную связь [52, 53]. В соответствии с формулой (5.33), при Т—>-0 различие между механически(м и кинетическим разрывом исчезает. [c.135]

Для всех жидкостей, за исключением воды, скорость звука имеет отрицательный температурный коэффициент. В воде, напротив, скорость звука увеличивается с ростом температуры, про-хотя через максимум при 70 °С [159]. Эта аномалия связана, по-видимому, с низким значением коэффициента теплового расширения воды. [c.583]

Следует отметить, что если теоретически рассчитанные кривые G = f(T) G = f(T) и tgo = /( 7 ) по крайней мере качественно согласуются с соответствующими экспериментальными кривыми, то кривая = f(T) даже качественно не передает характера температурной зависимости скорости звука. Действительно, в ряде экспериментальных работ [см,, например, 4] было показано, что скорость звука линейно зависит от температуры и лишь при изменении характера молекулярной подвижности скачком изменяется температурный коэффициент скорости звука. Было установлено также, что температурный переход, обнарул енный таким образом, обычно наблюдается при более низких температурах, чем соответствующий пик tgo. Типичная температурная зависимость скорости звука в политетрафторэтилене приведена на рис. 32. [c.253]

Выше были выяснены причины, по которым максимумы различных вязкоупругих функций, соответствующие одному и тому же релаксационному процессу, оказываются расположенными при разных температурах. Заметим, ЧТО при наиболее низкой температуре всегда лежит температурный переход, фиксируемый по изменению температурного коэффициента скорости звука. Это не удивительно, так как этот переход соответствует температуре, выше которой размораживается молекулярная подвижность определенного типа. [c.260]

По Бриджмену, некоторая молекула отдает энергию соседней молекуле из слоя с более низкой температурой, и процесс переноса идет со скоростью и, равной скорости распространения звука в данной жидкости. [c.413]

Более сильные ударные волны были получены при использовании в качестве толкающего газа водорода, тогда как тяжелые газы, подобные двуокиси углерода, имеющие низкую скорость звука, производили более слабые ударные волны. Были изучены эффекты, связанные с изменением линейных размеров секций высокого и низкого давления трубы, и показана принципиальная возможность расчета состояния ударно-сжатого исследуемого газа при помощи уравнений сохранения массы, момента и энергии, если известны начальные температура и давление и измерена скорость ударной волны. [c.142]

Здесь мы ограничимся только кратким замечанием. Вследствие существования энергии абсолютного нуля едва ли можно допустить, что сжимаемость, а следовательно, и скорость звука жидкого гелия при очень низких температурах обращались бы в нуль. [c.42]

Кроме свойств водорода в конденсированном состояния, рассматриваются некоторые наиболее важные свойства газовой фазы при низких температурах, в частности, в тех случаях, когда нельзя провести резкой границы между жидким и газообразным состояниями при закритических давлениях. Это относится к таким свойствам, как р, и. Г-данные, теплоемкость, вязкость, скорость звука и т. д. в широкой области давлений и температур. [c.3]

Условия X > 1 и (ОТ, > 1 соответствуют или очень высоким частотам, или очень большим временам релаксации. Первое из этих условий может быть реализовано лишь на гиперзвуковых частотах, второе— при измерениях при очень низких температурах. Результаты прямых экспериментов по рэлеевскому рассеянию света в жидкостях и твердых телах - , так же как и экспериментальные данные по измерению скорости ультразвука в полимерах вблизи 4,2 °К, показывают, что и в этом случае не наблюдается уменьшения скорости звука с ростом величины сот. Наоборот, с ростом сот (при сот > 1) скорость звука с, как правило, возрастает. [c.26]

Этот случай будет соответствовать низким частотам и высоким температурам. При этом, как следует из выражения (111), скорость звука уменьшается и стремится к постоянному значению с = Со, а безразмерное поглош,е-ние а,./2л обращается в нуль. [c.34]

В другом предельном случае — высоких частот (или очень низких температур), — когда ют- -оо, скорость звука достигает предельного значения с = Ссо, которое не зависит от частоты, а поглощение при этом также стремится к нулю. [c.34]

Наиболее слабо выражен низкотемпературный переход, расположенный при —70 °С. Энергия активации этого перехода составляет 19,5 ккал моль, что удовлетворительно согласуется с данными других исследователей (15—16 ккал/моль). На температурной зависимости скорости звука этот переход фиксируется при более низкой температуре, чем максимум tg б для Р-релаксации. Это не удивительно, так как излом на кривой с = f (Т) соответствует температуре, при которой начинает размораживаться данный вид молекулярного движения. [c.108]

Соответствующий излом на температурной зависимости скорости звука, видимо, расположен при более низких температурах, чем те, при которых проводились измерения. [c.123]

Как уже отмечалось, потеря мощности при детонационном горении объясняется значительным увеличением теплопередачи за счет роста скорости газов относительно стенок цилиндра. Вследствие этого, температура охлаждающей жидкости при детонации увеличивается, а температура выхлопных газов уменьшается [2]. Можно считать, что при детонации происходит практически мгновенное повышение давления в конце сгорания. Вследствие движения газа от области с высоким давлением к области с низким давлением образуются волны давления и часть энергии системы остается в форме кинетической энергии поступательного движения молекулярного потока (так как процесс выделения энергии происходит со скоростью, превышающей скорость звука). Вследствие этого энергия беспорядочного движения молекул, то есть среднее давление, используемое для совершения полезной работы, становится меньше. Газ на пути волн давления претерпевает периодические сжатия и расширения, что вызывает возвратно поступательное движение массы газа со значительными скоростями. Повышенная скорость движения газа у стенок камеры вызывает увеличение теплоотдачи и, вероятно, за счет этого происходят значительные тепловые потери. Высокочувствительные термопары, размещенные в стенках, были бы полезны при выяснении этого вопроса. Не следует также оставлять без внимания возможное действие, обусловленное направлением волн давления относите.льно движения поршня. [c.186]

Поведение многих газов, особенно при высоком давлении, и паров в состоянии, близком к насыщению, значительно отличается от поведения идеальных газов. Многие реальные газы при низком и среднем давлении удовлетворяют уравнению состояния идеального газа р/р == RT. Если же температура газа близка к критической или ниже ее и среда находится в состоянии пара, то уравнение состояния идеального газа не удовлетворяется д аже при средних и низких давлениях. При расчете предохранительных устройств свойства реальных газов обычно учитывают введением в уравнение состояния коэффициента сжимаемости как это сделано в уравнении (П. 19). Однако в процессе истечения реального газа изменяется и показатель адиабаты, а скорость звука в некоторых средах также не соответствует уравнению (И. 13). В этих случаях для расчета нужно пользоваться уравнениями (П.11) и (11.14) с использованием значений скорости звука из уравнения (11.12) или из следующего выражения [c.38]

Несмотря на весьма значительные передаваемые тепловые потоки, ТТ имеет ограничения рабочих параметров, в том числе и по величине максимальной переносимой тепловой мощности. Перенос теплоты лимитируется несколькими факторами. Так, при низких значениях давления и температуры продольный перенос паров рабочего вещества в зону конденсации может быть ограничен сопротивлением вязкого трения пара, для преодоления которого раз-ност > давления между зонами испарения и конденсации оказывается недостаточной. При низких давлениях, соответствующих большим удельным объемам паров, скорость парового потока в ТТ может достигать скорости звука (в конце зоны испарения, где массовый расход пара достигает своего максимального значения). [c.253]

Однако по мере увеличения концентрации максимум кривых сдвигается в область более низких температур. Для растворов, концентрация которых выше 50% Н3РО3, в исследованном интервале температур наблюдалась линейная зависимость скорости звука от температуры. Зависимость скорости звука от концентрации в области невысоких температур аналогична подобной зависимости для ряда растворов других неорганических кислот [ ]. [c.115]

Скорость звука в простых газах, особенно при низких температурах, измеряли Иттербек и др. [167]. [c.112]

НИЗКИХ температурах получили Гримсруд и Вернтц [170]. Горинг [171] обратил внимание на необходимость производить определение скорости звука для быстрого получения информации, достаточно точной для некоторых технических задач. [c.113]

Авдусь [11 проведены исследования скорости звука в к-гексане, -гептане, -октане и бензоле от температур, близкпх к затвердеванию веществ, до комнатных оптическим методом (точность метода 1—1,5%), а Ноздревым [241 —в изопентане,. к-гексапе, и-октане, н-гентане, бензоле и метилбеи.чо.пе от комнатных температур до критииеских оптическим методом (точность метода 1 — 1,5% нри низких температурах и 3 — 5% вблизи критической области). [c.463]

Длина L свободного пробега квазичастиц в ферми-жидкости, по Ландау, пропорциональна Квазичастицы могут принимать участие в распространении звука, если его длина волны много больше L. При достаточно низких температурах величина L сравнима с и звук распространяться не может. Но, как показал Л. Д. Ландау, в этих случаях возникает особый вид движения, обусловленный квантовокогерентными свойствами жидкости в окрестности О К- Это движение было названо нулевым звуком. Оно сопровождается периодическими деформациями ферми-поверхности в пространстве импульсов. В ходе этих деформаций ферми-поверхность перестает быть сферой и вытягивается в направлении распространения пулевого звука. Скорость нулевого звука немного превышает скорость обычного звука. Нулевой звук в жидком Не был обнаружен и изучен В. Р. Абелем, А. К. Андерсоном и Д. К- Уитли [85]. [c.259]

При переходе ог высоких к низким температурам (кривая /) сначала происходит механическое стеклование при Та (а—максимум потерь), зависящей от частоты, как и все другие температуры переходов Г,. Механическое стеклование происходит в структурно-жидком состоянии полимера, когда равновесная структура в ближнем порядке изменяется с понижением температуры. В результате изменяются физические свойства полимера и, в частности, скорость звука (участок D ). Точка D не -связана с каким-либо релаксационным переходом, а означает завершение интервала механического стеклования. Напротив, точка С означает р-механическую релаксацию и после температуры Гр при дальнейшем понижении температуры полимер, по-прежнему, находится в структурно-жидком состоянии вплоть до температуры структурного стеклования Гст, когда сегментальное движение замораживается. Ниже Гст (участок ВА) температурный ход скорости звука становится иным, более пологим и это объясняется тем, что полимер находится в структурно-твердом состоянии (неравновесном), которое обычно называют стеклообразным. При некоторой температуре Грст происходит теперь уже структурный р-переход, когда мелкомасштабные движения основной полимерной цепи замораживаются. Далее происходит замораживание подвижности различных боковых привесков. [c.235]

При сравнительно высоких температурах Сг) = сопз1 (как следует из закона Дюлонга и Пти), скорость звука в дебаевском приближении также считается практически не зависящей от температуры и, поскольку / 1/7, коэффициент теплопроводности должен быть обратно пропорционален температуре Т. При понижении температуры длина свободного пробега фононов I возрастает, и при достаточно низких температурах I определяется размерами кристалла. Дальнейшее понижение температуры уже не влияет на значение I. В этой области теплопроводность а так как при низких температурах то и X зависит от температуры по такому же закону. [c.138]

Результаты, полученные методом ЯМР, хорошо согласуются с температурной зависимостью динамического модуля Юнга для этих полимеров [18]. Было экспериментально показано, что при низких температурах динамический модуль Юнга и скорость звука в менее закристаллизованном полиэтилене высокого давления превышают соответствующие значения для более закристаллизованного линейного полиэтилена. Установлено [18], что аномальное влияние кристалличности на модуль упругости и скорость звука (при котором эти. параметры убывают с ростом к] связано с изменением эффективности межмолекулярного взаимодействия в аморфных областях и является типичным для тех кристаллических полимеров, для которых справедлива структурная модель Хоземанна — Бонара. Если эта аналогия между влиянием к на акустические свойства и ширину линии ЯМР при низких температурах является правильной, то можно ожидать, что результаты, подобные приведенным на рис. 51, должны наблюдаться при низких температурах для полиэтилентерефталата, но-ликапроамида, полиамида 68. [c.218]

Степень релаксации для различных модулей упругости одного и того же материала может быть различной. Параметры Goo и Go, определяющие AG, иногда называют нерелаксированным Ga=Goo и релаксированным Gp = Go модулями. Нерелаксированный модуль упругости Он соответствует такому соотношению между напряжением и деформацией, при котором изменения этих величин происходят столь быстро, что никакая релаксация не успевает произойти. Это может быть реализовано или на очень высоких частотах (при со— оо), или, что более реально, при очень низких температурах (при т— -оо). Выражения для скорости звука и коэффициента поглощения в линейном стандартном теле могут быть представлены в виде [c.247]

Такое изменение скорости роста трещин позволяет ввести представление о двух стадиях разрыва, согласующееся с экспериментальными данными. Мюллер [4.10], по-видимому, первым обнаружил, что разрушение стекол происходит в две стадии. Первая стадия связана с медленным ростом начальной микротрещины, приводящим к образованию зеркальной поверхности разрыва, вторая — с прорастанием первичной и большого числа вторичных микротрещин со скоростью, близкой к скорости звука, приводящих к образованию шероховатой зоны. Скорость роста трещины на первой стадии зависит от растягивающего напряжения, температуры и длины трещины I. Чем больше напряжение, тем короче медленная стадия и тем меньше зеркальная зона. При критическом напряжении t=i Tk, приложенном с самого начала, она исчезает. При низких температурах зеркальная часть на поверхности разрыва также практически отсутствует, так как разрушение сразу принимает критический характер (идет ио атермическому механизму). [c.67]

Ван-Иттербек и Пэмел [4060] из измерений скорости звука вычислили значения второго вириального коэффициента аргона в интервале 80—273°К. В работе Керра [2373] приводятся наиболее надежные значения S аргона для низких температур. Бэрд и Спотц[821] экспериментально определили значения второго вириального коэффициента в интервале [c.1020]

Причины возникновения поверхностного воспламенения. Возможность ненормального горения, вызываемого горячими частицами нагара в камере сгорания, была доказана Уитроу и Воудичем [48] в опытах на двигателе при помощи прямых визуальных наблюдений. Тяжелые нагары хлопьевидного типа образуются в одноцилиндровом двигателе, работающем при установившейся небольшой нагрузке и низких температурах охлаждения. После того как накопился нагар, авторы установили прозрачное кварцевое окошко на двигателе и увеличили температуру охлаждающей жидкости. Когда работа двигателя изменялась с холостого хода на полную нагрузку, камера сх орания наполнялась раскаленными частицами, двигатель мог работать без электрического зажигания и сильный звук указывал, что наблюдается процесс сгорания, получивший название резкий треск . Вслед за этим экспериментом была выполнена серия добавочных опытов с фотографированием через прозрачное кварцевое окно пламени при помощи камеры, имевшей скорость от 1100 до 1400 снимков в минуту. При помощи этой методики авторы слюгли показать, что фронт пламени, возникающего от раскаленных частиц нагара, движущихся в камере орания, отличается от возникающего при воспламенении от запальной свечи. Путем таких прямых наблюдений, дополненных данными о зависимости давления от времени, было достигнуто ясное понимание механизма возникновения горения от нагара или в результате иоверхност-ного воспламенения. [c.282]

Формулы (173) и (174) справедливьГи для температурных переходов релаксационного типа, определяемых по изменению других динамических вязкоупругих функций. Температурные переходы могут определяться по температурной зависимости максимумов модуля потерь или податливости потерь, по изменению температурного коэффициента скорости звука , по точке перегиба на температурной зависимости динамического модуля упругости. В гл. 2 были выяснены причины, по которым максимумы различных вязкоупругих функций, соответствующие одному и тому же релаксационному процессу, оказываются расположенными при разных температурах. Заметим, что при наиболее низкой температуре всегда наблюдается температурный переход, фиксируемый по изменению температурного коэффициента скорости звука. Этот переход соответствует температуре, выше которой [c.99]

Ван Иттербек [24] методом измерения скорости звука в газообразном гелии определил ВВК гелия для низких температур. [c.173]

Образцы i -1,4-полибутадиена, наполненные сажей, по сравнению с ненаполненпыми обнаруживают 1) более высокую скорость звука при любой температуре, 2) те же температуры перехода Ts и Tj. Кроме того, кривая зависимости от Т для наполненных образцов становится более асимметричной в области более высокого рассеивания. Из этих и подобных измерений, проведенных на других каучуках, можно сделать вывод, что температуры перехода, по-видимому, мало изменяются при введении сажи. Температурные коэффициенты скорости звука и коэффициента затухания, а также положение точки перехода в стеклообразное состояние (Tg) остаются неизменными после введения активной сажи. Это показывает, что подвижность сегментов цепи не зависит от присутствия частиц наполнителя в противном случае должно наблюдаться изменение указанных выше величин и смещение Tg, как и при изменении подвижности молекул . Эти результаты подтверждают гипотезу о том, что силы, ответственные за улучшение механических свойств резин, содержащих активные наполнители, имеют преимущественно физическую природу химические связи, по-видимому, не имеют большого значения, особен но при низких или средних деформациях, которым подвергается на практике большинство резиновых изделий. [c.113]

Рассмотренные обобщения уравнения Фурье — Кирхгофа имеют сравнительно ограниченную область применения. Это связано с тем, что скорость распространения теплоты в больщин-стве твердых тел соизмерима со скоростью звука и соответственно времена релаксации очень малы. Например, для алюминия время релаксации 10 с, для газов 10 с. Из-за малости времени релаксации рещения гиперболического уравнения переноса теплоты практически совпадают с решениями классического параболического уравнения теплопроводности. Значительные отличия обнаруживаются только в начальные моменты времени на протяжении 3—10т и в областях аномально высоких температурных градиентов. Релаксационные функции й(0) и /(0), которые входят в уравнения переноса теплоты для материалов с памятью (1.103) и (1.105) для большинства веществ при высоких и умеренных температурах очень быстро затухают со временем. Это также приводит к тому, что решения интегро-дифференциальных уравнений переноса теплоты вида (1.103) и (1.105) для реальных типов релаксационных функций мало отличаются от решений классического параболического уравнения переноса теплоты. Релаксационные функции имеют заметную протяженность только при очень низких температурах. Так, например, уравнение (1.103) было с успехом использовано при анализе процесса распространения тепловых возмущений в жидком гелии-П и в некоторых диэлектриках [c.36]