1611143556-2273da8470727e985a6fa41fb7d7276c (825019), страница 72
Текст из файла (страница 72)
Так, при продавливании гелия П через пористый фильтр удается достичь понижения температуры гелия на О,З вЂ” 0,4"; при температурах, составляюпшх всего 1 — 2' К, это — большая величина. Столь же естественно объясняется огромная скорость теплопередачи в гелин П. Вместо медленного процесса молекулярного переноса энергии в обычной теплопроводностн здесь мы имеем дело с быстрым процессом переноса тепла потоком нормальной компоненты жидкости. Связь процесса теплопередачн в гелии П с возникновением движения в нем наглядно демонстрируется опытом, идея которого состоит в следующем.
Перед отверстием сосудика, наполненного жидким гелием (и погруженного в жидкий гелий), устанавливается легкое крылышко !рис, 7). Г!рн нагревании гелия в сосудике крылышко отклоняется. Это явление объясняется тем, что тепло выходит из сосудика в виде струи вязкой нормальной компоненты, которая и отклоняет стоящее перед отверстием крылышко. Навстречу же этой струе втекает поток сверхтекучей компоненты, так что реальное количество жидкости в сосудике не меняется, он остается полным. Не обладая вязкостью, сверхтекучая компонента не сдвигает обтекаемое ею крылышко.
Наличие двух «компонент» гелия П непосредственно вы. является в опыте, идея которого заключается в том, что при вращении цилиндрического сосуда с жидким гелием $ 1241 саеехтгкучаоть должна увлекаться лишь часть его массы — его. «нормальнаяя> часть, испытывающая трение о поверхность стенок; «сверхтекучая» же часть должна оставаться в покое (в ре-. алыюм опыте вращение сосуда заменяется крутильными ко« лебаниями стопки большого числа топких дисков, чеч увеличивается площадь поверхности, увлекающей с собой жидкость). Ьагредтпюь Р«с. 7.
При температурах выше точки перехода (гелий 1) жидкость целиком находится в нормальном состоянии и целиком увлекается вращающимися стенками. В точке перехода впервые возникает качественно новое свойство жидкости— впервые появляется сверхтекучая компонента; в этом состоит природа фазового перехода второго рода в жидком гелин. По мере дальнейшего понижения температуры доля сверхтекучей компоненты становится все больше, и при абсолютном нуле н<ндкость должна стать целиком сверхтекучей.
На рис. 8 изображен вид температурной зависимости отношения плотности Р„нормалшюй компоненты жидкого гелия к полной плотности жидкости р (сумма плотностей нормальной р„ и сверхтекучей р, компонент, разумеется, всегда равна полной плотности р). !1аконец, остановимся еще на одном явлении в жидком гелии. связанном с распространением в нем звуковых волн.
Как известно, звуковые волны в обычной жидкости представлякп собой распространякяцийся вдоль жидкости процесс периодических сжатий и разрежений. Каждая частица жидкости совершает при этом колебательное движение, двигаясь с периодически меняюгцейся скоростью около среднего 394 (гл. Кя ВЯЗКОСТЬ положения равновесия. Но в гелии 11 могут происходить одновремегпю два различных движения с различными скоростями. В связи с этим возникают две существешю различные возможности для движения в звуковой волне.
Если обе компоненты жидкости совершают колебательное движение в одном н том же направлении, двигаясь как бы вместе, то мы будем иметь звуковую волну того же характера, что и в обычной жкдкостн. Но обе компоненты могут совершать колебания и во взаимно противоположных направлениях, двигаясь навстречу «друг сквозь друга», так что количества массы, переносимой в том и другом направлениях, почти взаимно компенсируются. В такой волне — о ней говорят как о волне второго звука — почти не будет происходить сжатий и разрежений жидкости как таковой.
Но зато в жидкости будут происходить периодические колебания температуры, поскольку взаимные колебания нормальной и сверхтекучей колщоцент, по существу, представляют собой колебания тепла относительно <сверхтекучего фона». Таким образом, волна второго звука представляет собой как бы <тепловую волну»; естественно поэтому, что для создания такой волны надо пользоваться источником в виде нагревателя с периодически меняющейся температурой. Мы говорили здесь все время просто о жидком гелии.
Необходимо уточнить, что все сказанное относится к одному из изотопов гелия †обычно изотопу Не<. Наряду с ним существует и другой, редкий изотоп — Не'. Методами ядерной физики оказывается возможным получить этот изотоп в количествах, достаточных для его сжижения и экспериментирования с ним. Это тоже «квантовая жидкость», но жидкость с совершенно иными свойствами ( и, в частности, не сверхтекучая). Хотя химически оба изотопа гелия совершенно тождественны, но между ними имеется чрезвычайно важное отличие, связанное с тем, что ядра атомов Не' состоят из четного, а ядра Не' — из нечетного числа частиц (протонов н нейтронов).
Это отличие и приводит к тому, что квантовые свойства обоих веществ совершенно различны, и с этим же связано и различие в физических свойствах соответствующих жидкостей. ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ Абсолютная (термодннамнческая) шкала температур 159, 161 Абсолютный нуль 161 Агрегатные состояния вещества 166 Адсорбеят 300 Адсорбш>я 300 н д. Азеотропная смесь 264 Аллотропня 238 Анионы 283 Атомный вес 115 Атомы 1!5 н д.
—. химическая насыщаемасть 124 Бнення 112 Бесы крутальные326 Вечныйдвнгатель второго роде Ю7 — — первого рода 207 Взаимодействие ван-дер-ввальсово 124 — гравнташ~онное 66 н д. — электрическое 53 н д. Водородный показатель 287 Волна тепловая 352 Второй звук 394 Вязкость (внутреннее тренке) 367 н д.
— газов н жндкостей 369 н д. — динамическая 370 — кннематическаи 368, 370 Гели 3!5 Гндродннамнческае подобие 375 н д. Гироскоп 90 Давлеине 163 — критическое 216 — ооиотическое 257 — парциальное 172 — поверхностное 307 — приведенное 233 Двнжение броуновское 158 — в однородном пале 28 н д. — — пентральном поле 50 н д.
— ннфиинтяое 38 — кеплерово 73 — одномерное 37 — реактнвнае 16 — свободное 9 — твердого тела 77 н д. — тепловое 158 — фнннтное 38 Дейтерий 121 Дейтрон 121 Деформапни 316 н д. — кручения 325 — однородные 320 — пластические 328, 335 н д. — растюкення 316, 322 — сдвига 323 — сжатня 317, ЗЮ, 323 -- упругие 328 Днслокапня винтовая 332 — краевая 331 Днсперсная среда 313 Днссипацня ввергни 104 Днффузня 342 н д. — в газах 355 н д. — — твердых телах 364 н д.
Длина свободного пробега 353 Дрссселнрование 201 395 ггпкг и. гный зклзлталь Закалка металлов 240 За хогг Авогадро 171 — Бойля — Мариотта 171 — возрастания энтропии 213 — Гей-Люссака 171 — Генри 252 — Гука 318 — Дальтона 172, 258 — действующих масс 278 — Дюлонга и Пти 193 — инерции (ггервый закон Ньютона) 10 — Кеплера второй 5! — — первый 74 — — третий 73 — Кулона 53 — моментов 87 — 1-!ьютона второй 22 — — первый 10 — — третий !закон равенства действия и противодействия) 24 — Паскаля Иб — Рауля 260 — рационатьггостгг граней кристалла 156 — соответственных состояггггй 234 — сопротивления Ньютона 383 — сохранения заряда 57 — — импульса 15 — — массы 17 — — момента 47 — — энергни ЗЗ, 82 — термодинамики второй 207, 213 — — первый 184, 207 — тяготения Ньгстогга 67 Заряд электрический 53 — элементарный Пб Затя И4 Идеальный газ 169 и д.
— — во внешнем поле 1?3 и д. Нзобара 165 1Ьомерня зеркальная 130 Нзотерма 165, 198, 230, 301 1 1зотопы 120 Нзохора 165 Нчпульс спстемы 15 Пон П8 Испарение 222 н д. Камера Вильсона 312 Капйллярное поднятие жидкости 309 Капнллярпость 297 н д. Катализ 291 Катионы 233 Кипение 224 Коагуляция 315 Колебания 97 и д. —, векторная дкаграмма 107 —.
время жизня 105 — нынуждениые 10? — гармонические 97 — †, амплитуда и фаза 98 — — малые 99 — —, период н частота 97, 98 — — собственные 100 — затухающие 104 н д. — — апернодические 106 — †,логарнфмнч«ский декремент затухания 106 — крутнльпые 104 — нулевые атоггов 163 Количество тепла 183 Коллопды 3!5 Коинекшш 344 Конденсация 225 — капиллярная 310 — обратная 265.
266 Конденсированные тела 190 и д. Константа днссоциации 285 — капиллярная 309 — хичического равновесия 278 Концентрация поверхностная 300 — растворов 250 Коэффпннепт вязкости 368 — диффузии 343, 356 — жесткости 99 — затухания колебаний 105 — поверхностного натяжения 298 — гголезггого действнп тепловой манн!вы 209 — Пуассона И8 — самодиффузин 357 — сжимаемссти 190 — ~силового расширения 191 — теплопроводнссти 344 — гсрмодиффузии 362 — грення 339 — — покоя 340 пикдмктный кклзлткль ":!7 Криоскопический метод 261 Кристаллическая решетка 131 и д. — Брава !32 — ., основные периоды 132 —, трансляции 032 —.
--, узлы !31 — — химически т 151 я д. — — — элементов !46 и д. Крпсталлическпе классы !44 и д. — модификации 237 и д. — плосжктн 153 н д. — системы 135 и д. Кристаллы 131 н д. —, дефекты 331 — жидкие 247 —, упорядоченность 246 соединений Напражеипя окатывающие 324 †. упругие 316 П апрЪжен пость поля гравитационногого 69 — — электрического 55 П ей трои ! 19 Объем критический 226 -- приведенный 233 Осн симметрии !26 Осмос 257 Ось нпитовая !42 — зеркально-иоворотнвп 127 Отжиг металлов 365 Отпуск металлов 240 Масса приведенная 52 Маятник математический 101 — физический 102 — Фуко 1О, 96 Мениск 305 Множитель актннационпый 289 — больцмаиовскнй !78 Г1олуль всестооопнего сжатии 322 — сдвига 324 — Юнга 318 л1олекулы 122 н д.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
