Вавилова закон

Вид материала

Закон

Содержание Высокочастотный разряд Высота звука F — тангенциальная (касательная) сила, вызывающая сдвиг слоев жид­кости (газа) друг относительно друга, S — Рис. 2. Вязкость нек-рых расплавленных металлов (в сП) в зависимости от темп-ры. Q, протекающей в ед. времени через капилляр, прямо про­порционально р

Подобный материал:

• Н. И. Вавилова аналитический отчет, 217.51kb.
• Урок по общей биологии в 11 классе «Дело академика Вавилова», 851.64kb.
• Селекция- одомашнивание, 126.51kb.
• Уважаемые коллеги!, 64.43kb.
• Українське товариство генетиків І селекціонерів ім. М.І. Вавилова, 45.97kb.
• «Саратовский государственный аграрный университет имени Н. И. Вавилова», 377.27kb.
• Саратовский Государственный Аграрный Университет им. Н. И. Вавилова. Кафедра Акушерства, 248.61kb.
• О. Б. Ширяев Институт общей физики ран, 119991, Москва, ул. Вавилова,, 20.28kb.
• Главное управление образования, 70.84kb.
• Издательский дом, 529.99kb.

ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ РАЗРЯД, электрический разряд в газе под дейст­вием ВЧ электрич. поля. В. р. может возникать при расположении электро­дов как внутри разрядной трубки, так и вне её (безэлектродный разряд), а также при фокусировке эл.-магн. из­лучения в свободном газе, в частности в атмосфере (световой пробой). Осн. физ. процессы и особенности В. р.: под действием ВЧ электрич. поля эл-ны приобретают большие энергии и ока­зываются способными эффективно ионизировать при соударениях атомы или молекулы газа (см. Ионизация); потери эл-нов из газоразрядной плаз­мы В. р. происходят за счёт объёмной рекомбинации, «прилипания» к моле­кулам и диффузии; распределение эл-нов по энергиям может иметь слож­ный хар-р, существенно отличающий­ся от Максвелла распределения; про­цессы на граничных поверхностях при В. р. менее существенны, чем при раз­ряде в пост. электрич. поле. При боль­ших давлениях газа (близких к атмо­сферному) В. р. между двумя электро­дами наз. высокочастотной короной, а при достаточной мощ­ности источника он переходит в высокочастотную дугу. Уда­ляя один электрод, можно получить факельный разряд. При низких давле­ниях режим В. р. близок режиму поло­жительного столба тлеющего разряда. В. р. используется для создания плазмы в ионных источниках, в кач-ве источника света в спектроскопии, в мощных мол. лазерах для создания однородной активной среды (см. Газо­вый лазер), в плазмохимии для изу­чения хим. реакций в газах, в экспе­риментах по проблеме управляемого термоядерного синтеза для первично­го пробоя газа.

• М а к-Д о н а л д А., Сверхвысокочастот­ный пробой в газах, пер. с англ., М., 1969; Г о л а н т В. Е., Сверхвысокочастотные ме­тоды исследования плазмы, М., 1968; Г е к к е р И. Р., Взаимодействие сильных элек­тромагнитных полей с плазмой, М., 1978.

А. В. Гуревич,

ВЫСОТА ЗВУКА, качество звука, определяемое человеком субъективно на слух и зависящее в осн. от частоты звука. С ростом частоты В. з. увели­чивается (т. е. звук становится «вы­ше»), с уменьшением частоты — по­нижается. В небольших пределах В. з. изменяется также в зависимости от громкости звука и от его тембра.

ВЯЗКОСТЬ (внутреннее трение), свой­ство текучих тел (жидкостей и газов) оказывать сопротивление перемеще­нию одной их части относительно Дру­гой. В. тв. тел обладает рядом специфич. особенностей и рассматривается обычно отдельно (см. Внутреннее тре­ние). Осн. закон вязкого течения был установлен И. Ньютоном (1687):



где F — тангенциальная (касательная) сила, вызывающая сдвиг слоев жид­кости (газа) друг относительно друга, S — площадь слоя, по к-рому проис­ходит сдвиг, (v₂-v₁)/(z₂-z₁) — гради­ент скорости течения (быстрота изменения её от слоя к слою), иначе — скорость сдвига (рис. 1).



Рис. 1. Схема однородного сдвига (вязкого течения) слоя жидкости высотой h, заклю­чённого между двумя тв. пластинками, из к-рых нижняя (A) неподвижна, а верхняя (В) под действием тангенциальной силы F движется с пост. скоростью v₀; v(z) — за­висимость скорости слоя от расстояния z до-неподвижной пластинки.


Коэфф. про­порциональности  называется коэфф. динамической вязкости или просто В. Он характеризует со­противление жидкости (газа) смеще­нию её слоев. Величина =¹/_) наз. текучестью.

Согласно ф-ле (1), В. численно равна тангенциальной силе, приходящейся на ед. площади, необходимой для под­держания разности скоростей, равной единице, между двумя параллельными слоями жидкости (газа), расстояние между к-рыми равно единице. В систе­ме СИ ед. динамич. В.— Па•с (в СГС — пуаз). Наряду с динамической часто рассматривают т. н. кинема­тическую В. v=/ (где  — плотность в-ва), к-рая измеряется в м²/с (в СИ; в СГС — в стоксах). В. жидкостей и газов определяют вискози­метрами.

В условиях установившегося лами­нарного течения при пост. темп-ре T В. газов и норм. жидкостей (т. н. ньютоновских жидкостей) пост. ве-

99


личина, не зависящая от градиента скорости. Ниже приведены значения В. нек-рых жидкостей и газов при :20°С (в 10^-3 Па•с).



Расплавленные металлы имеют В. того же порядка, что и обычные жидкости (рис. 2). Особыми вязкостными св-вами обладает жидкий гелий. При темп-ре 2,172 К он переходит в сверхтекучее состояние, в к-ром В. равна нулю (см. Гелий жидкий, Сверхтекучесть). Молекулярно-кинетич. теория объясняет В. движением и вз-ствием молекул.



Рис. 2. Вязкость нек-рых расплавленных металлов (в сП) в зависимости от темп-ры.


В газах расстояния между молекула­ми существенно больше радиуса дейст­вия мол. сил, поэтому В. газов — следствие хаотич. (теплового) движе­ния молекул, в результате к-рого про­исходит пост. обмен молекулами меж­ду движущимися друг относительно друга слоями газа. Это приводит к переносу от слоя к слою определ. кол-ва движения, в результате чего мед­ленные слои ускоряются, а более быстрые замедляются. Работа внеш. силы F, уравновешивающей вязкое сопро­тивление и поддерживающей устано­вившееся течение, полностью перехо­дит в теплоту.

В. газа не зависит от его плотности (давления р), т. к. при сжатии газа общее кол-во молекул, переходящих из слоя в слой, увеличивается, но зато каждая молекула менее глубоко про­никает в соседний слой и переносит меньшее кол-во движения (закон Макс­велла). В. идеальных газов определяет­ся соотношением:



где т — масса молекулы, n — число молекул в ед. объёма, u — ср. скорость молекул и l — длина свободного про­бега молекулы. Т. к. u возрастает с повышением Т (несколько возрастает также и l), В. газов увеличивается при нагревании (пропорционально Т). Для очень разрешенных газов понятие В. теряет смысл.

В жидкостях, где расстояние между молекулами много меньше, чем в га­зах, В. обусловлена в первую очередь межмолекулярным взаимодействием, ограничивающим подвижность моле­кул. В жидкости молекула может проникнуть в соседний слой лишь при образовании в нём полости, достаточ­ной для перескакивания туда моле­кулы. На образование полости (на «рыхление» жидкости) расходуется т.н. энергия активации вязкого течения. Энергия активации уменьшается с ростом Т и понижением р. В этом состоит одна из причин рез­кого снижения В. жидкостей с повы­шением Т и роста её при высоких р. При повышении р до неск. тыс. атм.  увеличивается в десятки и сотни раз. Строгой теории В. жидкостей ещё нет, на практике широко применяют ряд эмпирич. и полуэмпирич. ф-л, доста­точно хорошо отражающих зависи­мость В. отд. классов жидкостей и р-ров от T, р и хим. состава.

В. жидкости зависит от хим. струк­туры молекул. В. сходных хим. со­единений (насыщ. углеводороды, спир­ты, органич. к-ты и т. д.) возрастает

с возрастанием мол. массы. Высокая В. смазочных масел объясняется наличи­ем циклич. молекул. Смесь не реаги­рующих друг с другом жидкостей с различными В. имеет ср. значение В. Если же при смешивании образуется новое хим. соединение, то В. смеси может быть в десятки раз больше, чем В. исходных жидкостей (на измерении В. жидких в-в основан один из мето­дов физ.-хим. анализа).

Возникновение в дисперсных систе­мах или р-рах полимеров пространств. структур, образуемых сцеплением ч-ц или макромолекул, вызывает резкое повышение В. При течении «структу­рированной» жидкости работа внеш. силы затрачивается не только на пре­одоление истинной (ньютоновской) В., но и на разрушение структуры.

Для нормальных вязких жидкостей кол-во жидкости Q, протекающей в ед. времени через капилляр, прямо про­порционально р .{см. Пуазёйля закон).

• Г а т ч е к Э., Вязкость жидкостей, пер. с англ., 2 изд., М.— Л., 1935; Френ­кель Я. И., Кинетическая теория жидкос­тей, М.— Л., 1945; Ф у к с Г. И., Вязкость и пластичность нефтепродуктов, М., 1956; Голубев И. Ф., Вязкость газов и га­зовых смесей, М., 1959.

ВЯЗКОУПРУГОСТЬ в механике, свой­ство в-в в тв. состоянии (полимеров, пластмасс, тв. топлив и др.) быть как упругими, так и вязкими. При В. напряжения и деформации зави­сят от истории протекания процес­са деформирования и характеризу­ются рассеянием энергии на замкну­том цикле деформации (нагружения) и постепенным исчезновением деформации при полном снятии нагру­зок; при этом чётко выражены ползу­честь материалов и релаксация напря­жений. Напр., величина удлинения цилиндрич. образца при заданном зна­чении растягивающей силы зависит от скорости, с к-рой достигнуто это зна­чение силы. При полной нагрузке в образце обнаруживается мгновенная «остаточная» деформация, к-рая с те­чением времени самопроизвольно стремится к нулю. Цикл растяжение — разгрузка требует необратимой затра­ты работы. Однако при очень медлен­ном процессе рассеяние энергии очень мало. Хар-ки В. существенно зависят

от темп-ры. В. С. Ленский.