1tom - 0555.htm
599
вий оптим. отдачи энергии источника в нагрузку: количество теплоты, выделяемой па сопротивлении нагрузки и на внутр. сопротивлении источника, должно быть одинаково (см. также Джоулееы потери].
Д. ≈ Л. з. в ого первопач. формулировке справедлив для линейных изотропных сред без дисперсии, когда соблюдается закон Ома: у≈ <jJ? (К ≈ напряж╦нность алектрич. поля). Однако Д. ≈ Л. з. допускает разл. обобщения и может быть распростран╦н на персм. токи (см. Лойнтиига вектор]. А. А. Жаров. ДЖОУЛЯ ≈ ТСМСОНА ЭФФЕКТ ≈ изменение темп-ры газа при стационарном адиабатич, протекании его Через пористую перегородку. Обнаружен и исследован Дж. П. Джоулем и У. Томсоном (W- Thomson) в 1852 ≈ 02. В процессе Джоуля ≈ Томсона газ, к-рый первоначально занимал объ╦м Уг при давлении Р,, перетекает через пористую перегородку, занимая после перехода объ╦м V2 при давлении Рг. Над системой совершается работа PI^I≈ Р2^2> равная изменению внутр. энергии газа Uz ≈ U^ поскольку поркстая перегородка гасит все его макроскопич. движения. Следовательно, при протекании газа в условиях тепловой изоляции оста╦тся постоянной энтальпия H≈U-^-PV. Из условия постоянства Н следует, что изменение темп-ры Т на единицу давления (дифференциальный Д.≈ Т. э.) равно
12
-V],
где Ср= (дН!дТ}р ≈ тепло╦мкость при пост, давлении. Паяв, «дифференциальный» означает малость величин ДГ и ДР.
Для идеального газа Д.≈Т. э. равен нулю, а для реальных газов его знак зависит от знака выражения T(dV/dT)p≈V, к-рый определяется ур-нием состояния. Если при протекании газа через пористую перегородку темп-pa убывает, (ДГ/ДР)^>0, то Д.≈Т. э. наз. положительным, если же темп-pa возрастает, (Д77ДР)/у<0, то Д.≈Т. э. наз. отрицатель-11 ы м. Темп-pa Г/, при к-рой Д.≈-Т. э. меняет знак, наз, температурой инверсии. Совокупность точек инверсии на диаграмме Р, Т наз. кривой
инверсии (рис,). Данному давлению Р соответствуют две точки инверсии, между к-ры-ми Д,≈Т. э. положителен. Для большинства газов (кроме
8
Кривая инверсии для дифференциального Д.≈Т. э. а привед╦нных
переменных л≈ Р/Р└П, т=Г/Г└└
к р к р'
Сплошная кривая соответствует газу Ван-дер-Ваальса, нунктир-_ пая ≈ экспериментальным данным О 2 4 6 Т для Нв.
Н и Не) верхняя точка Т; лежит выше комнатной темп-ры. Для газа, описываемого Ван-дер-Ваальса уравнением, Д.≈Т. э. положителен, если 2a(V≈£>)2>/?7'6Т/2, где Я ≈ газовая постоянная, т. е. константы ур-ния Ван-дер-Ваальса а и Ъ оказывают противоположное влияние па знак Д.≈Т. э., к-рый определяется конкуренцией сил отталкивания и сил притяжения между молекулами. Кривая инверсии для газа Ван-дер-Ваальса соответствует ур-нию RTbV2≈2a(V≈ b)2 или в привед╦нных переменных п=24 |^3т≈12т≈27, где л ≈ = ^^кр ≈ привед╦нное давление, т≈ Т/Ткр ≈ привед╦нная темп-pa, Ркр=а/2762 ≈ критич. давление, Тк^ ~8a/27Rb ≈ критическая температура.
В процессе Джоуля≈Томсона энтропия возрастает, это необратимый процесс. Д.≈Т. э.≈ один из осн. способов получения низких темн-р. Обычно для этой цели применяют Д. ≈ Т. э. в комбинации с адиабатич. расширением газа. Дифференциальный Д. ≈ Т. э. невелик, для воздуха ДГ/ДР^О,25 град/атм^=0,25-10-5 град/Па. В технике используют интегральный Д.≈Т. э., при х-ром давление изменяется в широких пределах. Изме-
U
О
рение Д.≈Т. э. позволяет установить ур-ние состояния
реального газа.
Лит.: Зоммсрфелъд А., Термодинамика и статистическая физика, пер. с нем., М,, 1955, § 10; С и в у х и н Д. В.т Общий курс физики, 2 изд., [ т. 21, М., 1979, § 19, 46, 104.
Д. Н. Зубарев,
ДЗЯЛОШЙНСКОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ (поле] ≈ особый тип анизотропного взаимодействия в магнито-упорядоченпых веществах, приводящий к возникновению слабого ферромагнетизма (СФМ). Б феномсполо-гич. теории СФМ энергия этого взаимодействия описывается членами вида L^M (Ь ≈ вектор антиферромагнетизма, М ≈ намагниченность, а и р ≈ индексы осей координат), впервые введ╦нными И. Е. Дзяло-шпнеким (1957) на основании рассмотрения магнитной симметрии определ. классов антиферромагпетиков.
А. С. Боровик-Романов.
ДИАГНОСТИКА ПЛАЗМЫ (от греч. diagnostics ≈ способный распознавать) ≈ определенно значений параметров плазмы, характеризующих е╦ состояние. Т. к, плазма в общем случае представляет собой многокомпонентную церавновесную неоднородную систему с широчайшим спектром всевозможных значений параметров, диагностика е╦ сталкивается с большими принципиальными и техн. трудностями. Особенно сложно проводить Д. п. в экстремальных условиях ≈ при макс. темп-pax, плотностях, скоростях протекающих в плазме процессов, мощном внеш. воздействии и т. п. Поэтому важное значение в Д. п. имеет широкое применение ЭВМ как для прямой обработки первичной информации в реальном масштабе времени, так и последующего анализа. Раст╦т роль экспериментов, в к-рых на основе совокупности эксперим. данных и нек-рых априорных предложений моделируются процессы реальной плазмы.
Набор параметров плазмы, определяемых совр. методами Д- п., весьма велик. Определяются форма и местоположение плазмы, плотность л (сс=е, i» а) составляющих компонент (электронов, ионов, атомов, радикалов, фотонов) и их статистич. распределения /
(по скоростям, по уровням возбуждения и т. п.), темп-ры Т i если распределения близки к равновесным, теплопроводность, интенсивность излучения, коэф, поглощения, частота столкновений компонент, коэф. диффузии и т. д. Исследование распределений этих параметров в пространстве и времени при заданных внеш. условиях позволяет выделить основные кинетич, и дипамич. процессы, протекающие в изучаемой плазме, определить их скорости, энергетич, характеристики, найти способы управления значениями параметров плазмы.
Помещение датчика в плазму искажает е╦ параметры. Поэтому большинство методов Д-п,≈ бесконта к-т н ы е, в к-рых носителями информации о плазме являются окружающие е╦ поля и излучения. К числу контактных относятся разл. зондовыо методы (электрич., магн., СВЧ-зонды и пр.). Бесконтактные методы делятся на пассивные и активные. Пассивные методы Д. п. основаны на регистрации излучений н потоков частиц из плазмы или измерении характеристик окружающих е╦ полей. Активная Д.п. основана на измерении характеристик внеш- зондирующего излучения при его прохождении через плазму и на отклике (реакции) самой плазмы на зондирующий луч. Т. о., активные методы возмущают плазму, хотя в большинстве случаев возмущение можно сделать сравнительно малым. С другой стороны, целенаправленное создание в плазме определ. малых воамущешш и изучение динамики »х релаксации являются одним из направлений по определению локальных характеристик плазмы.
Значит, трудности при Д- п. возникают во ми. методах из-за сложной связи измеряемых величин с параметрами плазмы. Установление этой связи требует выбора определ. плазменной модели. Е╦ часто приходится формулировать априорно. Затем в рамках модели Aft-реалиауют конкретный метод Д. п. и далее, интерпре- ОЮ
")
}
