Поглощение звука

Физическая природа поглощения звука и ультразвука в газах и жидкостях связана с вязкостью и теплопроводностью среды. За исключением очень высоких частот, не используемых в технических применениях ультразвука, поглощение, обусловленное этими двумя факторами, описывается формулой (классическое поглощение) [c.40]

Рис. 6.2. Частотная зависимость коэффициента поглощения звука в каучуке при 253 К

Вблизи критических точек жидкостей и растворов, а также вблизи точек ФП 2-го рода наблюдаются специфические явления, называемые критическими рост сжимаемости вещества в окрестностях критической точки равновесия жидкость - газ возрастание магнитной восприимчивости и диэлектрической проницаемости в окрестностях точки Кюри ферромагнетиков и сегнетоэлектриков замедление взаимной диффузии веществ вблизи критической точки растворов и уменьшение коэффициента температуропроводности вблизи критической точки чистой жидкости аномально большое поглощения звука критическая опалесценция (резкое усиление рассеяния света) и др. Во всех случаях наблюдается аномалия теплоемкости Эти явления связаны с аномальным ростом флуктуаций и их взаимодействием (корреляцией). Поэтому критическую область определяют как область больших флуктуаций. [c.21]

В газах и жидкостях, не засоренных инородными частицами, рассеяние отсутствует и затухание определяется поглощением. Коэффициент поглощения пропорционален квадрату частоты. В связи с этим в качестве характеристики поглощения звука в жидкостях и газах вводят величину б = б// . В случаях, когда в жидкости наблюдается дисперсия скорости ультразвука, квадратичная зависимость б от частоты нарущается (см. Приложение). [c.33]

Между физическими и химическими явлениями существует глубокое единство. Молекулярные механизмы, которые приводят к химическим реакциям и таким процессам, как вязкое течение, диффузия, поглощение звука и электромагнитных волн, имеют больщую общность [1], [c.172]

Более подробный анализ показывает [66, 21], что время релаксации т ол может быть вычислено из частоты /, находимой из точки перегиба на кривой дисперсии или из положения максимума поглощения звука. [c.77]

Ультразвуковой метод. Звук, распространяясь в жидкости, приводит к небольшим периодическим флуктуациям температуры и давления. Реакция, равновесие которой зависит от температуры или давления, а время релаксации сравнимо с периодом возмущения, будет поглощать энергию. Поглощение звука в жидкости подчиняется закону P = Pae ° , где Р и Р — амплитуда на расстоянии и начальная амплитуда звукового колебания а—коэффициент поглощения на 1 см. Коэс ициент поглощения на длину волны г = аХ=2ла /со, где А, и, со—длина волны, скорость и угловая частота (радиан-с 1), л зависит от со и времени релаксации т следующим образом [c.295]

Ультразвуковой метод. Звук, распространяясь в жидкости, приводит к небольшим периодическим флуктуациям температуры и давления. Реакция, равновесие которой зависит от температуры или давления, а время релаксации сравнимо с периодом возмущения, будет поглощать энергию. Поглощение звука в жидкости подчиняется закону Р где Р и Р — амплитуда на расстоянии I и начальная [c.348]

Гипотеза масштабной инвариантности была распространена М. А Анисимовым ва зависящие от времени (кинетические) ФП. Предполагается, что вблизи критической точки кроме характерного размера гс существует также характерный временной масштаб гс - время релаксации критических флуктуаций, растущее по мере приближения к критической точке перехода. На масштабах гс имеем,- гс= гс /Д где Д - кинетическая характеристика, имеющая различный смысл для ФП разной природы. Для критической точки жидкость - газ Д -коэффициент температуропроводности, в растворах О - коэффициент молекулярной диффузии и т.д. Для неассоциированных жидкостей и растворов О определяется формулой Стокса -Эйнштейна Т/ 6 п г тс, где г) -коэффициент сдвиговой вязкости. Отсюда видно, что в критической точке имеет место динамический скейлинг. гс — , тс — л и 0- 0. С уменьшением коэффициента Д и ростом гс связаны аномальное сужение линии молекулярного рассеяния света и аномальное поглощение звука вблизи критических точек жидкостей и растворов. [c.24]

Гидродинамическая теория распространения звука для коэффициента поглощения звука дает выражение [c.455]

При быстро протекающих процессах (а распространение ультразвука в жидкости является именно таким процессом) передача энергии от внешних степеней свободы к внутренним происходит не мгновенно, а занимает некоторый промежуток времени т. Если период звуковых колебаний мал или сравним с ним, то энергия от внешних степеней свободы не будет успевать передаваться внутренним степеням, за счет чего должна происходить дополнительная потеря энергии звуковой волны. Эта дополнительная потеря энергии не может быть учтена в рамках классической теории поглощения звука, поскольку она исходит из основных уравнений механики сплошных сред, где игнорируется атомистическая структура вещества. [c.455]

Когда в жидких растворах идут химические процессы, сопровождающиеся образованием прочных химических связей, то они играют столь яркую роль, что многие другие сопутствующие им физические и химические явления нередко не привлекают внимания. В растворах со слабым химическим взаимодействием этого не происходит и задача изучения других физико-химических явлений упрощается. За последние десятилетия в теории растворов исследования систем со слабым химическим взаимодействием стали занимать центральное место. Они позволили не только лучше понять природу этих взаимодействий, но и выявить их важную роль в обычных химических реакциях, сопровождающихся образованием более устойчивых хищнических соединений. Исследование систем со слабым химическим взаимодействием позволило продвинуться вперед в понимании механизмов электрической поляризации, вязкого течения, поглощения звука, переноса энергии возбуждения, образования и исчезновения флуктуаций и многих других. Изучение этих явлений обогащает и углубляет представления о механизме обычных химических реакций. [c.9]

Флуктуации тесно связаны с термодинамическими свойствами жидких систем. Они влияют и на кинетику некоторых молекулярных процессов, например на диффузию и на поглощение звука в растворах. [c.128]

В кач-ве примера на рис. 2 представлена простая релаксац. полоса поглощения звука в акустич. спектре жидкого бензола. Ее максимум соответствует релаксац. частоте Ур = /2 Psi ордината максимума равна пЬд/2, полуширина [c.80]

Как сдвиговая, так и объемная вязкость определяют поглощение энергии в звуковой волне. Причина поглощения звука состоит в том, что деформация смещена по фазе по-отношению к изменению давления, как это было предположено Максвеллом. [c.133]

Зависимость коэффициентов поглощения звука а Н2О от Т и Р [c.133]

В табл. 40 представлены данные относительно скорости звука, сдвиговой вязкости и поглощения звука в зависимости ОТ давления в воде для двух температур 0° и 30°С. Как видно из табл. 40 (данные Литовца, 1955), коэффициент поглощения звука уменьшается как с ростом давления, так и с ростом температуры. Процессы поглощения звука при малых давлениях и малых температурах определяются динамикой водородных связей. [c.133]

Экспериментальное исследование поглощения акустических волн диапазона СВЧ осуществлялось с помощью лабораторных установок, позволяющих проводить измерения на частотах 9,4 и 1—4 ГГц при температуре жидкого гелия до комнатной (рис. 68). Оценка потерь на расхождение звукового пучка при диаметре излучателя —0,1 см составляет величину не большую 0,1 дБ/см в экспериментах на частоте 2,5 ГГц. Зависимость эффективного поглощения АВ за счет разориентации образцов на частоте 2,5 ГГц составляла порядка 0,2 дБ/К. Оценивались потери за счет поглощения звука в пленочном преобразователе и другие. Суммарная ошибка измерений изменений уровня мощности СВЧ равна —0,5 дБ. [c.192]

В первом случае говорят о поглощении звука, во втором - о его рассеянии. Последнее обычно проявляется в кристаллических телах при высоких частотах [c.36]

В силу частотной зависимости коэффициента поглощения частотно-независимой характеристикой среды для жидкостей является величина а" = а// . Для газов в силу их сжимаемости плотность пропорциональна давлению поэтому поглощение обратно пропорционально давлению. Константой, характеризующей поглощение звука в газе, в первом приближении является величина а = ар /р. [c.41]

Отклонения значений поглощения от классических могут быть весьма существенными. Например, даже для дистиллированной воды экспериментальные значения поглощения близки к классическим только на достаточно высо ких частотах - от 3 до 70 МГц. На более низких частотах существенно избыточное по сравнению с классическим поглощение, что видно из табл. 2.3, в которой приведены характеристики поглощения звука в некоторых жидкостях. Значения характеристик поглощения звука для некоторых газов приведены в табл. 2.4. [c.41]

Поглощение звука в некоторых газах при нормальной температуре и давлении [c.42]

Рис. 2.2. Изменение скорости и поглощения звука в области релаксации

В газах и жидкостях, не засоренных взвешенными частицами, пузырьками воздуха (в жидкости), рассеяние отсутствует и затухание определяется только поглощением. Коэффициент поглощения пропорционален квадрату частоты. В связи с этим в качестве характеристики поглощения звука в жидкостях и газах вводят параметр [c.203]

Одним из наиболее простых и надежных способов определения компонент комплексных модулей упругостей является их расчет из экспериментальных данных по измерению скорости и коэффициента поглощения звука. [c.235]

Пирожков Б. И., Измерение скорости и поглощения звука (В твердых телах, Приборы техника эксперимента , 1961, № 4, стр. 104. [c.245]

Характерные значения времен релаксации г составляют 10 —10 с. Вблизи от критической точки смешения, в области однородного раствора, наблюдается ряд явлений, универсальных для всех растворов. Это рост поглощения звука, изменение скорости звука, рост теплопроводности, рост температурной производной электросопротивления (для электропроводящих растворов) и т.п. Согласно теории подо№я (теории скейлинга), эти аномалии связаны с динамическим поведением и, в частности, с [c.34]

Поглощение звука определяет воздействие на свойства вещества на субстанциональном уровне [361, 375]. Взаимодействие звука с веществом имеет своим продуктом то же вещество, но с заметно измененными свойствами. Это изменение происходит под действием температурной, концентрационной и гидродинамической нелинейностей [221]. Причина нелинейных эффектов заключается в перераспределении энергии меж у внеишими (поступательными и вращательными) и внутренними (колебательными) степенями свободы молекул (кнезеровский эффект) [361]. [c.49]

Воздействие акустических колебаний на технологические процессы осушествляется по трем основным направлениям вследствие поглощения звука сплошной средой происходит изменение субстанциональных свойств (релаксационные явления на молекулярном уровне) из-за нелинейных эффектов второго порядка инициируются и интенсифицируются процессы переноса на хронопространственных масштабах этих процессов, т. е. на микроуровне морфологической структуры процессов под воздействием явлений первого порядка среда испытывает воздействие как на уровне масштаба потока в целом, так и на уровне его отдельных морфологических компонентов — на макроморфо логическом уровне. [c.162]

По нормам, действующим в нашей стране, компрессорные установки должны быть спроектированы так, чтобы уровень шума при длительной непрерывной работе компрессора не превышал 85 дБ. Чтобы удовлетворить этому требованию, некоторые типы компрессоров нуждаются в специальных средствах снижения уровня шума, тогда как для других машин такой проблемы не существует. Благодаря поглощению звука в массивном корпусе пластинчатый компрессор работает тише, нежели винтовой сухого сжатия. Для борьбы с шумом используют металлические или пластмассовые кожухи, покрытые антивибрационной мастикой, с шумозаглушающими панелями из стекловолокна. В некоторых типах машин устанавливают поглощающие и резонансные глуш И-тели, отрегулированные на наиболее интенсивную часть спектра шума. Другие машины не подвержены ослаблению звука, имеющего высокую энергию в той части частотного спектра, которая наиболее чувствительна для наших органов. [c.269]

Релеевский триплет. Итак, спектр тонкой структуры релеевского рассеяния света (релеевский триплет) в чистых жидкостях обусловлен адиабатическими и изобарическими флуктуациями плотности. В растворах центральная компонента релеевского триплета, будем называть ее компонентой Гросса (по имени открывшего ее в 1930 г. Е. Ф. Гросса), зависит не только от изобарических флуктуаций плотности, но и от флуктуаций концентрации. Изучая спектр центральной компоненты релеевского триплета, изображенного на рис. 32, можно определить коэффициент те.мпературопроводности х и, если известно Ср, —коэффициент теплопроводности %. Изучая спектр компонент Мандельштама—Бриллюэна, получают сведения о скорости распространения и коэффициенте поглощения звуковых волн [36]. Точность этих измерений резко возросла с появлением газовых лазеров. Измерения проводятся при углах рассеяния 0, обычно превышающих 20—30°. В этих условиях спектр компонент Мандельштама — Бриллюэна позволяет изучать лишь гиперзвуковые волны, имеющие частоту порядка 10 Гц. При очень малых углах рассеяния в принципе можно было бы исследовать скорость и поглощение звука в более широком диапазоне частот и оптическим методом получать сведения о дисперсии скорости звука, т. е. о зависимости скорости звука от частоты колебаний звуковых волн [37]. [c.144]

КРИТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ, особенности в поведении в-ва, наблюдаемые вблизи критич. точек однокомпонентных систем и р-ров (см. Критическое состояние), а также вблизи точек фазовых переходов II рода. Важнейшие К. я. в окрестности критич. точкн равновесия жидкость - газ увеличение сжимаемости в-ва, аномально большое поглощение звука, резкое увеличение рассеяния света (т. наз. критич. опалесценция), рентгеновских лучей, потоков нейтронов изменение характера броуновского движения аномалии вязкости, теплопроводности и др. В окрестности Кюри точки у ферромагнетиков и сегнетоэлектриков наблюдается аномальное возрастание магн. восприимчивости или диэлектрич. проницаемости соотв., вблизи критич. точек р-ров - замедление взаимной диффузии компонентов. К. я. могут наблюдаться и вблизи точек т. наз. слабых фазовых переходов I рода, где скачки энтропии и плотности очень малы и переход, т. обр., близок к фазовому переходу II рода, напр, при переходе изотропной жидкосги в нематич. жидкий кристалл. Во всех случаях при К. я. наблюдается аномалия теплоемкости. К. я. оказывают влияние и на кинетику хим. процессов вблизи критич. значений параметров состояния. В частности, скорость гетерог. р-ций в диффузионной области протекания перестает зависеть от состава системы. Скорость бимолекулярных р-ций с малой энергией активации вблизи критич. точки резко замедляется. [c.540]

Для конденсир. сред наличие С. частиц проявляется в магн. св-вах зтих сред. При определенной т-ре возможно возникновение упорядоченного состояния С. частшг (атомов, молекул, ионов), находящихся, напр., в узлах кристаллнч решетки, а следовательно, и связанных с С. магн. моментов, что ведет к появлению у системы сильного парамагнетизма (ферромагнетизма, антиферромагнетизма). Нарушение упорядоченности С. частиц проявляется в виде спиновых волн (см. Магнитные материалы). Взаимод. собственных маги, моментов с упругими колебаниями среды наз. спнн-фонон-ным взаимод. (см. Химия твердого тела) оно определяет спин-решеточную релаксацию и сшш-фоионное поглощение звука. [c.399]

Кинетич. ур-ние Больцмана для фононов кристаллич. решетки позволяет исследовать теплопроводность и поглощение звука в диэлектриках, а кинетич. ур-ние Больцмана для электронов с учетом их взаимод. с фононами-электрич. сопротивление и объясняет гальваномагн., термоэлектрич., термомагн. и др. явления в металлах, а также особенности поведения сверхпроводников в высокочастотных полях. [c.420]

Воздействие У. важно учитывать при разработке и проведении разл. технол. процессов (напр., при воздействии на воду, в к-рой растворен воздух, образуются оксиды азота и Н2О2), для понимания процессов, сопровождающих поглощение звука в средах, напр, для эхолокации и др. физ. и физ.-хим. приложений. [c.34]

Метод акустической эмиссии основан на том эффекте, что растущая трещина или возникновение дополнительных напряжений внутри изделия, например вследствие деформации, высвобождает энергия), которая излучается также и в форме звуковых волн. Диапазон частот этих импульсов или цуга импульсов распространяется на все частоты слышимого звука вплоть до наивысших частот. Однако по практическим причинам ограничиваются диапазоном ультразвука около 1 МГц, так как при более низких частотах измерение нарушается из-за слишком большого числа помех от окружающей среды, а при более высоких частотах сильно ограничивается дальностью распространения из-за поглощенно звука в материале. По аналогии с методами сейсмологии звуковые импульсы регистрируются датчиками колебаний (как правило, пьезодатчиками искателей), поставленными на поверхность детали, и подвергаются дальней- шей обработке. [c.323]

Для исследования релаксационных процессов, внутри- и межмолекулярных взаимодействий в полимерах большое значение имеют акустические методы, которые также могуг быть использованы для определения геплоемкости при температурах, близких к абсолютному нулю, прочности высокомолекулярных материалов, ориентации макромолекул, степени сшичания и т. Д. Наличие четкой зависимости химического строения, физической структуры, молекулярной подвижности и т. д. от 1аких параметров, как скорость и коэффициент поглощения звука, позволяет быстро и точно измерить Е" и tg ср в широком диапазоне частот и амплитуд без изменения структуры или разрушения изделия, что облегчает интерпретацию полученных результатов в случае акустических спектрометров эти измерения автоматизированы. Особо перспективно применение акустических методов в дефектоскопии полимеров и при неразрушающих испытаниях. См. [14]. [c.389]

В К. с. нарушается термодинамич., устойчивость, и в-во распадается на фазы. При приближений к критич. точке все св-ва в-ва резко изменяются наблюдается ряд особенностей в поведении в-ва (критич. явления). К ним относятся, напр., сильное рассеяние света (критич. опалесценция), аномально большое поглощение звука. В критич. точке однокомпонентной сист. обращаются в бесконечность теплоемкости Ср и Си, коэффициенты изотермич. сжимаемости, термич. расширения, теплопроводности. Вблизи К. с. резко увеличивается время установления термодинамич. равновесия, практически полностью прекращается взаимная диффузия компонентов в р-рах. Соврем, статистич. теория критич. явлений обнаружила их глубокую аналогию с фазовыми переходами П рода и показала, что поведение в-ва вблизи критич. точки определяется в осн. универсальными статистич. св-вами аномально растущих флуктуаций плотности или состава и слабо зависит от хим. природы и деталей межмолекулярного взаимодействия. [c.288]

Как уже указывалось, возмущение системы в стандартном состоя НИИ может быть вызвано изменением какого-либо внешнего или внут реннего параметра. В последнем случае просто добавляется один ком понент в достаточно малой концентрации (разд. Ill, В). Последующее перемешивание раствора должно быть значительно более быстрым, чем изучаемый релаксационный процесс Перемешивание, однако, име ет свои ограничения во времени. Нижний предел времени перемеши вания (около одной миллисекунды) достигается только с помощью наи более быстрых смесителей. Поэтому отклонения системы от стандартного состояния чаще вызывают измерением внешнего параметра, например температуры Т или давления Р. Обычно эти параметры либо задают в виде ступенчатой функции при широкополосном контроле релаксационных процессов, либо модулируют какой-либо повторяющейся функцией, что приводит к некоторому стационарному состоянию. Типичным примером первого способа является метод температурного скачка, второго способа - метод поглощения звука. [c.363]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология