Механокалорический эффект.
При обсуждении свойств жидкого Не II было отмечено, что его поведение качественно хорошо объяснять с использованием «двухжидкостной» модели, предусматривающей существование нормальной и сверхтекучей компонент в жидкости. Поскольку сверхтекучая компонента не имеет вязкости, она проходит свободно через тонкий капилляр, соединяющий два объема с Не II. В то же время вязкая нормальная составляющая через капилляр не проходит и как бы отфильтровывается. В результате происходит разделение HeII на две жидкости — одна богата сверхтекучей составляющей, другая — нормальной. Так как энтропия сверхтекучей компоненты равна нулю, то тонкий капилляр должен действовать как «энтропийный фильтр», не пропускающий вязкую нормальную составляющую. В результате происходит понижение температуры после фильтра, обусловленное тем, что энтропия сверхтекучей составляющей, прошедшей через фильтр, близка к нулю. Этот эффект впервые обнаружен П. Капицей и получил дальнейшее экспериментальное подтверждение.
9) охлаждение смешением. Тепловой эффект смешения также можно использовать для охлаждения. Ранее такой метод рассмотрен применительно к растворам квантовых жидкостей 3Не — 4Не. Процесс смешения необратим, поэтому энтропия смеси обычно больше суммы энтропии отдельных компонентов. Так, при смешении компонентов идеального газа дополнительное возрастание энтропии (энтропия смешения)
DSсм = -R S ( xi ln xi), (2.50)
где xi— концентрация i-го компонента. В данном случае концентрация является обобщенной силой, приводящей к изменению энтропии системы. Смешение в изотермических условиях приводит к поглощению теплоты, в адиабатных — к снижению температуры. В процессе смешения могут участвовать газы, жидкости, твердые тела. Классический пример охлаждения смешением — снижение температуры в смеси поваренной соли и воды (льда). Смешение соли со льдом и образование раствора, содержащего 21 % NaCI, приводит к снижению температуры от 273 до 252 К. Учитывая необратимость процесса смешения и необходимость последующего разделения смеси при возвращении компонентов в исходное состояние, трудно рассчитывать на высокую эффективность метода. В то же время в ряде случаев он может оказаться достаточно экономичным и целесообразным, например, для одноразового охлаждения. Расчетные оценки показывают, что при смешении газов с сильно отличающимися критическими параметрами получают наибольший эффект охлаждения. Так, для смеси метан—гелий при T = 200 К и р » 10 МПа снижение температуры DT= 50 К; КПД процесса достигает 50 %.
10) деформация упругой среды. Упругая деформация (сжатие — растяжение) — обратимый процесс, который в принципе можно использовать для охлаждения. металлические стержни при растяжении охлаждаются, резина нагревается. Этот эффект у металлов невелик. Так, для стали D T = 0,16 К при s = 200 МПа, для резины D T достигает 8 К.
©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|