новые химические технологии
АНАЛИТИЧЕСКИЙ ПОРТАЛ ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
ПОИСК    

НА ГЛАВНУЮ 

СОДЕРЖАНИЕ:

НАУКА и ТЕХНОЛОГИИ

Базовая химия и нефтехимия

Продукты оргсинтеза ............

Альтернативные топлива, энергетика ...........................

Полимеры ...........................

ТЕНДЕНЦИИ РЫНКА

Мнения, оценки ...................

Законы и практика ...............

Отраслевая статистика .........

ЭКОЛОГИЯ

Промышленная безопасность

Экоиндустрия .......................

Рециклинг ............................

СОТРУДНИЧЕСТВО

Для авторов .........................

Реклама на сайте ................

Контакты .............................

Справочная .........................

Партнеры ............................

СОБЫТИЯ ОТРАСЛИ

Прошедшие мероприятия .....

Будущие мероприятия ...........

ТЕНДЕРЫ

ОБЗОРЫ РЫНКОВ

Исследование рынка молока и молочной продукции в Дальневосточном ФО
Исследование рынка вторичного ПЭФТ в России, 2017
Исследование рынка полиэфирных волокон в России 2017
Исследование рынка стреп ленты в России, 2017
Исследование рынка моторных масел для легковых автомобилей в России 2017
Исследование рынка антифризов в России, 2017
Рынок молочной продукции в Южном и Северо-Кавказском федеральном округе
Исследование рынка молочной продукции в Сибирском и Уральском федеральном округе
Исследование рынка молочных продуктов в Приволжском федеральном округе
Исследование рынка поваренной соли в России, 2017

>> Все отчеты

ОТЧЕТЫ ПО ТЕМАМ

Базовая химия и нефтехимия
Продукты оргсинтеза
Синтетические смолы и ЛКМ
Нефтепереработка
Минеральные удобрения
Полимеры и синтетические каучуки
Продукция из пластмасс
Биохимия
Автохимия и автокосметика
Смежная продукция
Исследования «Ad Hoc»
Строительство
In English
  Экспорт статей (rss)

Базовая химия и нефтехимия

ЖИДКИЙ ГЕЛИЙ: идеи П.Л. Капицы


Доклад П.Л. Капицы, прочитанный на конференции "Проблемы современной науки", в котором автор изложил основные идеи и результаты исследований сверхтекучего гелия.


Тема моего сегодняшнего доклада - свойства жидкого гелия. Работы в области жидкого гелия представляют интерес в основном потому, что проводятся вблизи абсолютного нуля, т.е. при очень низких температурах. В то время как область высоких температур, связанная обычно с горением, нам хорошо известна из опыта повседневной жизни, с областью низких температур нам приходится сталкиваться гораздо меньше, и даже лабораторий, работающих с глубоким холодом, мало. Поэтому целый ряд представлений о холоде, сложившихся из повседневного опыта и не измененных сведениями, полученными в средней школе, надо несколько пересмотреть, чтобы понять значение изучения явлений при низких температурах в жидком гелии.


Температурные понятия

Все вы знаете, что существует так называемая абсолютная шкала температур, по которой температура отсчитывается только вверх от абсолютного нуля. Комнатная температура по этой шкале составит около 300 К. В этой комнате температура несколько ниже комнатной, но, к счастью, все же недалека от нее.

Дальше идут температуры более высокие, и они достигают самой высокой температуры, какую можно получить в лабораторных условиях, - это 27000 К. Создается такое представление, что от комнатной температуры до абсолютного нуля только 300 К, а там - 27000 К, так что область низких температур лежит гораздо ближе к нам, чем область высоких, например температур самых горячих звезд. Однако это представление неправильно. Как раз диапазон температур от комнатной до температуры абсолютного нуля гораздо больше, чем до более высоких температур. Наши житейские понятия о температуре не соответствуют тем понятиям, которые созданы в физике.

На самом деле диапазон явлений природы, которые можно наблюдать от комнатной температуры до предельно достижимых высоких температур, гораздо менее разнообразен по своему характеру и по интерпретации, чем тех явлений природы, которые мы наблюдаем при более низких температурах.

Гелий и вводит нас в область низких температур. Сам гелий - газ, ожижающийся при 4 К. Посредством разных способов: кипения в вакууме, магнитными методами - можно достигнуть температуры в 1/100 градуса от абсолютного нуля. Вся эта область температур и является той, к которой и относятся свойства жидкого гелия, нами изучаемые и являющиеся темой моего сегодняшнего доклада.

В жидкости атомы не бегают

Но позвольте прежде всего ввести вас в круг идей, которые я так общо назвал, говоря, что диапазон температур от комнатной до абсолютного нуля больше, чем диапазон температур от той же комнатной до предельно высоких. Для этого нужно напомнить, как большинство из вас представляет себе температурную шкалу.

Известно, что атомам свойственно тепловое движение - они колеблются, движутся, и энергия этого теплового движения правильно считается пропорциональной той температуре, при которой эти атомы находятся. Если мы начинаем охлаждать тело, то температурное движение атомов уменьшается, а их кинетическая энергия понижается. Если это был газ, то при этом начинают проявляться силы взаимодействия и состояние газа меняется - он переходит в жидкость. В жидкости атомы уже не свободно бегают - они колеблются вокруг состояния равновесия, но в то же время эти колебания и рассматриваются как температура. Чтобы конкретизировать эти представления, я хочу показать вам опыт, который очень люблю.

Вы видите на экране колеблющуюся рамку с дробинками, выполняющими в этой движущейся модели роль атомов. Процессы охлаждения и конденсации символизируются попаданием шариков-атомов в ямки, занимающие на нашей схеме самое низкое положение. Приводя рамку в движение и сообщая это движение шарикам-атомам, мы получаем наглядную картину того атомарного движения, к которому мы все привыкли.

Хаос движения - состояние полного порядка

С абсолютным нулем мы связываем полный покой атомов. Как нас учат в школе, для того, чтобы охладить вещество, надо остановить атомы в их движении. Правильность этого положения можно иллюстрировать схемой холодильной машины, которая воплощена в модели, служащей для нашей следующей демонстрации.

Вы видите укрепленную на штативе горизонтальную плоскость, на которую падает хорошо отскакивающий от нее шарик. Газ так же бомбардирует стенки ограничивающего его сосуда, как шарик ударяется о плоскость, закрепленную неподвижно. Его кинетическая энергия в основном сохраняется. Но если мы позволим этой плоскости уступать давлению шарика и отходить - шарик будет отскакивать на меньшую высоту. Мы поглощаем таким образом его кинетическую энергию. Это соответствует понижению температуры.

Из этого опыта, как он ни элементарен, можно извлечь одно из самых основных понятий температуры, к которым я хочу вас подвести.

По аналогии с шариком, который, ударившись о движущуюся плоскость, теряет свою энергию, мы могли бы взять атомы, направить их на движущуюся плоскость, уменьшить их энергию, затем направить на другую плоскость, еще уменьшить энергию, наконец, привести в состояние полного покоя и сказать, что мы получили абсолютный нуль - температуру абсолютного покоя. И обычные наши представления заключались в том, что полного покоя температурного движения атомов не существует. На самом же деле мерилом температуры является не само движение, а хаотичность этого движения. Хаотичность состояния тела определяет его температурное состояние, и эта идея (которая впервые была разработана Больцманом), что определенное температурное состояние тела вовсе не определяется энергией движения, но хаотичностью этого движения, и является тем новым понятием в описании температурных явлений, которым мы должны пользоваться. Поэтому, если мы возьмем, например, тело, движущееся с некоторой скоростью, эта скорость может быть очень большой, но температура этого тела может быть очень мала; если это тело ударится о преграду, то его кинетическая энергия переходит в движение атомов, т.е. упорядоченное движение прямо переходит в беспорядочное движение, и мы о беспорядочно хаотическом движении говорим как о температуре. Физику гораздо более важно знать, насколько хаотично движение, насколько беспорядочно состояние тела, чем его температуру. А беспорядочность состояния тела вовсе не должна определяться только движением атомов, она может определяться еще рядом других факторов.

1 | 2 | 3 | 4
Версия для печати | Отправить |  Сделать стартовой |  Добавить в избранное
Статьи по теме
  • К "ЕВРО" с катализаторами горения...
  • MATHESON БУДЕТ ПРОДАВАТЬ ГЕЛИЙ "ГАЗПРОМА"
  • LINDE БУДЕТ ПРОДАВАТЬ ГЕЛИЙ «ГАЗПРОМА»
  • РЫНОК ГЕЛИЯ: ситуация вокруг активов «Гелиймаша»
  • СИТУАЦИЯ ВОКРУГ "НПО "ГЕЛИЙМАШ"
  • РОССИЯ НА ГЛОБАЛЬНОМ РЫНКЕ ГЕЛИЯ
  • ПОЛУЧЕНИЕ ГЕЛИЯ ВЫСОКОЙ ЧИСТОТЫ
  • Куплю

    19.04.2011 Белорусские рубли в Москве  Москва

    18.04.2011 Индустриальные масла: И-8А, ИГНЕ-68, ИГНЕ-32, ИС-20, ИГС-68,И-5А, И-40А, И-50А, ИЛС-5, ИЛС-10, ИЛС-220(Мо), ИГП, ИТД  Москва

    04.04.2011 Куплю Биг-Бэги, МКР на переработку.  Москва

    Продам

    19.04.2011 Продаем скипидар  Нижний Новгород

    19.04.2011 Продаем растворители  Нижний Новгород

    19.04.2011 Продаем бочки новые и б/у.  Нижний Новгород

    Материалы раздела

    ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ: Детский сад категории «А»
    ТРАНСГЕННЫЕ СЕЛЬХОЗКУЛЬТУРЫ
    МУЛЬТИЗОНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ GREE GMV,
    РАБОТЫ ПО СОЗДАНИЮ «ПЛАЩА-НЕВИДИМКИ»
    ГУЛЬКЕВИЧСКИЙ МАЛЬТОДЕКСТРИН
    БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СЕМЯН: новые возможности BASF
    СИСТЕМА ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ ФАСАДОВ CAPAROL «CAPATECT CARBON»
    «ДЕРЕВЯННЫЙ» САЙДИНГ WOODSTOCK
    БЕЛОРУССКИЕ КРАХМАЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
    ИЗОЛЯЦИОННЫЕ ПЛИТЫ GUTEX THERMOFIBRE
    ПОТРЕБЛЕНИЕ МЯСА УСКОРЯЕТ ИЗМЕНЕНИЕ КЛИМАТА
    РЕАКТОР СРЕДНЕТЕМПЕРАТУРНОЙ КОНВЕРСИИ ДЛЯ ТАНЕКО
    ГНС о МОДЕРНИЗАЦИИ ЭП-300 И УСТАНОВКИ ГИДРООЧИСТКИ
    НОВЫЕ ЦИСТЕРНЫ ДЛЯ ПЕРЕВОЗКИ ГИДРОКСИДА НАТРИЯ
    БАНАНЫ И МАНИОКА ЗАМЕНЯТ ПШЕНИЦУ И РИС
    ИСКУССТВЕННОЕ СОЛНЦЕ ДЛЯ ТЕПЛИЧНЫХ РАСТЕНИЙ
    ПРОЕКТ СОЗДАНИЯ ЭКЗОСКЕЛЕТА
    БУДУЩИЕ ВОДОРОДНЫЕ АВТОМОБИЛИ
    ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ТРУСЫ
    НОВЫЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫЕ ЭНДОПРОТЕЗЫ ИЗ НАНОКЕРАМИКА
    ФАСАДНЫЕ ТЕНДЕНЦИИ в ИНДИВИДУАЛЬНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ
    ЕВРОПА ПЕРЕВОДИТ КОНДИЦИОНЕРЫ НА ПРИРОДНЫЙ ХЛАДАГЕНТ
    КУЗОВ ИЗ МАГНИЕВОГО СПЛАВА
    ПРОРЫВ В ОБЛАСТИ ОПТИЧЕСКОЙ ПЕЧАТИ
    МОДЕРНИЗАЦИЯ АГРЕГАТА АММИАКА на ЧЕРКАССКОМ «АЗОТЕ»
    МОДЕРНИЗАЦИЯ ХЛОРНОГО ПРОИЗВОДСТВА на КЧХК
    НОВЫЕ АЗОТНО-СЕРНИСТЫЕ УДОБРЕНИЯ УРАЛХИМА
    КАЛЬЦИЙФОСФАТНЫЙ ЦЕМЕНТ ДЛЯ ХИРУРГИИ
    РЕАГЕНТЫ на ОСНОВЕ БИШОФИТА
    НОВОЕ ЖБИ-ПРОИЗВОДСТВО
    НАНОПОКРЫТИЯ «ПЛАКАРТА»: результаты испытаний
    МЕМБРАНЫ для ГЕНЕРАТОРА ВОДОРОДА
    IT-СИСТЕМА для УВЕЛИЧЕНИЯ ГЛУБИНЫ ПЕРЕРАБОТКИ
    ТЕХНОЛОГИЯ NEWCHEM для ПОЛУЧЕНИЯ ГЛИНОЗЕМА
    НОВЫЙ СВЕТОДИОДНЫЙ МОДУЛЬ «ОПТОГАНА»
    СТАЛЬ С ПОКРЫТИЕМ AGNETA
    МОДЕРНИЗАЦИЯ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ ИСТОРИЧЕСКИХ ЗДАНИЙ
    СЭНДВИЧ-ПАНЕЛИ STERILIUM
    ПЕРЕХОД К ГАЗОМОТОРНОМУ ТОПЛИВУ
    НОВЫЕ СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ BASF
    «Металл Профиль» предлагает сгладить углы
    МАСЛА ЛУКОЙЛ НА ЗАВОДАХ REXAM
    ДОМ С НЕЙТРАЛЬНЫМ ЭНЕРГОБАЛАНСОМ
    СЭНДВИЧ-ПАНЕЛИ SECRET FIX
    СИСТЕМЫ ОПАЛУБКИ PERI

    >>Все статьи

    Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru
    Copyright © Newchemistry.ru 2006. All Rights Reserved