Плинність рідини. Надтекучість гелію
Вище розглядалися особливості в поведінці рідини, обумовлені наявністю у неї вільної поверхні. Іншою найважливішою особливістю рідини є притаманна їй плинність. Пояснити це властивість можна на підставі подань про характер теплового руху молекул рідини. Постійна зовнішня сила, що діє на рідину, призводить до переважної спрямованості стрибків частинок рідини уздовж напрямку дії сили. Наслідком цього і є потік частинок вздовж напрямку дії сили, тобто плинність.
Мірою плинності рідини служить величина, де η – коефіцієнт в’язкості. Якщо зовнішня сила переменна, але її період Т >>, то раніше виникає потік часток рідини і її плинність. Якщо Т <<, то механізм плинності не встигає проявитися і рідина відчуває пружні деформації.
Зупиняючись на явищі плинності, слід згадати про надплинності гелію. Гелій – найхолодніша рідина в природі. В твердий стан він може бути перетворений тільки під тиском у кілька десятків атмосфер. Найбільш важливою особливістю рідкого гелію є існування двох його модифікацій, які переходять одна в іншу при 2,186 К. Ці дві модифікації називаються Чи не I і Не II. Точка переходу Чи не I – Не II називається λ-точкою. Цей перехід називається фазовим переходом II роду, характерною ознакою якого є стрибок теплоємності.
Гелій II володіє вражаючим властивістю – надтекучістю, відкритої в 1938 р П. Л. Капицею і поясненої Л. Д. Ландау. Надтекучий гелій не володіє в’язкістю, він без тертя протікає через дуже вузькі капіляри і щілини.
Пояснення явища надплинності, запропоноване Ландау, зводиться до того, що при температурі абсолютного нуля енергія і імпульс атомів змінюватися не можуть, тому при взаємодії з твердим тілом, наприклад, при перебігу в капілярі, не відбувається передачі імпульсу, тобто в’язкість не виникає.
При температурі вище абсолютного нуля частина атомів Не II збуджується і стає здатною до передачі імпульсу. Отже, Не II являє собою суміш двох компонент: чи не збудженої сверхтекучей і збудженою, що володіє деякою в’язкістю. Це проявляється в тому, що у вузьких капілярах (діаметром до 10-3 см) тече тільки невязкая компонента, швидкість течії не залежить від різниці тисків на кінцях капіляра. При більш широких капілярах рухається також і в’язка компонента, швидкість течії починає залежати від різниці тисків, але вигляд цієї залежності істотно відрізняється від виду залежності, властивої звичайним рідинам.
З підвищенням температури кількість збудженої в’язкої компоненти збільшується, і при Т = 2,19 До надтекучість зникає. Надтекучість – чисто квантове явище, що не пояснюване класичної фізикою. Гелій II є єдиною квантової рідиною, так як всі інші рідини тверднуть при значно більш високих температурах, при яких описаний квантовий ефект ще не проявляється.
Related posts:
- Надтекучість Подібно повзучій живій волозі з науково-фантастичних фільмів, страхітливе поведінку надплинні рідин десятиліттями інтригувало фізиків. Якщо помістити в посудину рідкий гелій в сверхтекучем стані, то він підіймається по стінках і покидає посудину. Крім того, якщо посудина обертати, то сверхтекучая рідина залишається нерухомою. Здається також, що вона шукає мікроскопічні тріщини і пори і проникає в них – […]...
- Рух рідини по трубах Рух рідини чи газу підпорядковується всім загальним законом механіки – законам Ньютона, законам збереження енергії, імпульсу, моменту імпульсу. Однак, застосування цих загальних законів зустрічає значні труднощі обумовлених рядом причин. По-перше, рідина має нескінченним числом ступенів свободи, що призводить до необхідності переходу від дискретного до безперервного опису. По-друге, властивості рідин (і особливо газів) змінюються при зміні […]...
- Відкриття гелію “Зараз, коли наповнені гелієм повітряні кульки бачиш на кожному дитячому дні народження, може здатися дивним, – пишуть брати Гарфінкл, фізик Девід і письменник Річард, – що [в 1868 р] гелій був оповитий такою ж таємницею, як сьогодні – темна матерія. Тоді це була речовина, ніколи не зустрічалося на Землі, виявлене тільки на Сонце, та й […]...
- Траєкторія руху частинки рідини Траєкторія руху частинки рідини – це маршрут руху окремої частки рідини в просторі. При усталеному русі траєкторія руху частинок рідини постійна в часі. При несталому русі траєкторія руху частинок постійно зазнає змін у часі, оскільки відбувається зміна швидкості течії за величиною і за спрямованістю. Траєкторія руху демонструє маршрут, пройдений частинкою рідини за означений часовий відрізок. […]...
- Внутрішнє тертя (в’язкість) рідини У реальної рідини внаслідок взаємного тяжіння і теплового руху молекул має місце внутрішнє тертя, або в’язкість. Розглянемо це явище на наступному досвіді (рис. 8.1). Помістимо шар рідини між двома паралельними твердими пластинами. “Нижня” пластина закріплена. Якщо рухати “верхню” пластину з постійною швидкістю v1, то c такою ж швидкістю буде рухатися самий “верхній” 1-й шар рідини, […]...
- Розрахунок тиску рідини на дно і стінки судини Розглянемо, як можна розрахувати тиск рідини на дно і стінки посудини. Вирішимо спочатку завдання для посудини, що має форму прямокутного паралелепіпеда. Сила F, з якою рідина, налита в цю посудину, тисне на його дно, дорівнює вазі Р рідини, що знаходиться в посудині. Вага рідини можна визначити, знаючи її масу m. Масу, як відомо, можна обчислити […]...
- Потік рідини Нехай нам відомо поле швидкостей рухомої рідини. Розрахуємо обсяг рідини, що протікає в одиницю часу через деяку уявну майданчик, часто цю характеристику називають витрата, або потік рідини Ф. Найпростіше вирішити дану задачу для однорідного потоку рідини. Нехай уявна майданчик, площею ΔS розташована перпендикулярно однорідному потоку рідини, що рухається зі швидкістю V⃗ V → (рис. 104). […]...
- Чому дорівнює тиск рідини? Тиск рідини збільшується з глибиною. Це пов’язано з тим, що більш високі шари рідини тиснуть своєю вагою на нижче лежачі. Зрозуміло, що крім того, що тиск існує в товщі рідини, рідина також тисне на дно і стінки посудини. Тиск на дно відповідає тиску всього стовпа рідини. А ось тиск на стінки різне. Воно відповідає тиску […]...
- Вихровий рух рідини. Циркуляція швидкості Кожному знайоме рух води в річці – крім плавного майже однорідної руху, часто зустрічаються вихори, вири. За допомогою теорем про потік не можна описати вихровий рух – у вихорі потік через будь-яку замкнену поверхню дорівнює нулю. Тому поява вихорів не змінює потоки рідини через замкнуту поверхню. Таким чином, необхідно “придумати” ще одну характеристику руху рідини, […]...
- Тиск рідини Тиск рідин і газів має цікаві особливості, що відрізняють його від тиску твердих тіл. Переконаємося в цьому на дослідах. Почнемо з вивчення тиску рідини. Візьмемо посудину, в дні і стінках якого є отвори, закриті гумовими плівками. Якщо ми наллємо воду в цю посудину, то побачимо, що всі плівки вигнулись назовні – схематично це зображено на […]...
- Характеристика і застосування гелію Історія відкриття: 18 серпня 1868 французький учений П’єр Жансен під час повного сонячного затемнення в індійському місті Гунтур вперше досліджував хромосферу Сонця. Спектроскопія сонячних протуберанців поряд з лініями водню – синьою, зелено-блакитний і червоною – виявила дуже яскраву жовту лінію, спочатку прийняту Жансеном та іншими спостерігали її астрономами за лінію D натрію. Незалежно від нього […]...
- Рух рідини по трубах. Закон Бернуллі У цьому уроці ми застосуємо закон збереження енергії до руху рідини або газу по трубах. Рух рідини по трубах часто зустрічається в техніці і побуті. По трубах водопроводу подається вода в місті в будинку, до місць її споживання. У машинах по трубах надходить масло для змащення, паливо в двигуни і т. Д. Рух рідини по […]...
- Кінетичний опис руху рідини і газу – “гідрокінематика” При кінематичному описі руху будь механічної системи немає необхідності докладно розглядати внутрішні фізичні властивості тіл, включених в систему. При описі руху рідини достатньо взяти до уваги її плинність – здатність змінювати свою форму при найменшому зовнішньому впливі. Властивості рідин і газів істотно різняться, проте опис руху рідин і газів схоже, тому в даному розділі, говорячи […]...
- Кінетичний опис руху рідини Для опису руху рідини можна поступити двояко. Можна простежити за рухом кожної індивідуальної частки рідини, тобто вказати положення і швидкість цієї частки в кожен момент часу. Тим самим будуть визначені і траєкторії всіх частинок рідини. Але можна зробити й інакше. Можна простежити, що відбувається з плином часу в кожній точці простору. Точніше, можна вказати величини […]...
- Чому при вдиханні гелію змінюється голос? Кульки, наповнені гелієм, привертають до себе увагу не тільки тим, що вони дуже легкі і весь час намагаються полетіти вгору, але і тим, що варто лише взяти і вдихнути трохи гелію – ваш голос зміниться до невпізнання. Що ж в цей момент відбувається? Чому при вдиханні гелію змінюється голос? Ми пояснимо вам це. Звукова хвиля, […]...
- Дія рідини і газу на занурене в них тіло Із повсякденного життя відомо, що вага тіла зменшується, якщо занурити його у воду. На цьому явищі заснована, наприклад, плавання суден. Повітряні кулі піднімаються в повітря через існування деякої сили, спрямованої протилежно силі тяжіння. Силу, з якою рідина чи газ діють на занурене в них тіло, називають також силою Архімеда. Розглянемо природу цієї сили. Як відомо, […]...
- Рівняння нерозривності руху рідини Рівняння нерозривності потоку демонструє закон збереження маси: кількість впадає і витікаючої рідини незмінно. Проаналізуємо перетин 1 з площею і швидкістю руху частинок рідини позначимо и1. Елементарний витрата для нього представлений співвідношенням: Q1 = u1w1. Далі проаналізуємо перетин 2 в цій же струмку з площею перетину і швидкістю позначимо і 2. Елементарний витрата для нього представлений […]...
- Формула тиску рідини і газу Згадаймо, що маса (m) дорівнює щільності (ρ) помноженої на обсяг (V): M = ρV Обсяг (V) обчислюється за формулою: висота (h) помножена на площу (S): V = hS Значить, маса дорівнює: M = ρhS Формулу ваги ми теж вже знаємо: P = gm Підставами в вагу масу: P = gρhS А тиск (p) – це […]...
- Тиск спочиваючої рідини на дно і стінки посудини Рідини і гази) передають за всіма напрямками не тільки зовнішній тиск, але і той тиск, який існує всередині них завдяки вазі власних частин. Тиск, який чиниться спочиваючої рідиною, називається гідростатичним. Отримаємо формулу для розрахунку гідростатичного тиску рідини на довільній глибині h (в околі точки A на малюнку). Статика Тиск спочиваючої рідини на дно і стінки […]...
- Рідини Найпоширеніша на Землі рідина – вода: моря й океани покривають приблизно 7/10 поверхні земної кулі. Головні властивості рідини. Ми встановимо їх на досвіді, який добре знайомий вам з життєвої практики. Поставимо досвід Переливаючи воду з однієї посудини в іншу, ми побачимо, що рідина завжди приймає форму судини (рис. 7.4). Використовуючи вимірювальні судини, можна помітити також, […]...
- Тиск газу і рідини Навіть газ тисне на будь-яку поверхню. Тиснуть молекули газу, які постійно рухаються і стикаються з поверхнями. Так як газ заповнює весь посудину, то тисне на всі боки. Рідина, там, де вона заповнила посудину, теж тисне на всі боки (тому вода буде виливатися навіть через дірочку збоку, а не тільки знизу). Так як на рідину і […]...
- Тиск Лапласа під викривленою поверхнею рідини Форма поверхні рідини, налитої в посудину, визначається трьома факторами: силами взаємодії між молекулами рідини, силами взаємодії між молекулами рідини і молекулами, що входять до складу стінок посудини, і дією сили тяжіння. Якщо достатньо велику кількість рідини налито в широкий посудину, то рідина внаслідок переважаючого дії сили тяжіння в цьому випадку має плоску горизонтальну поверхню. Однак […]...
- Ньютонівські і неньютонівські рідини Ньютоновська рідина Рідина, яка підпорядковується рівнянню Ньютона, називають ньютонівської. Коефіцієнт внутрішнього тертя ньютонівської рідини залежить від її будови, температури і тиску, але не залежить від градієнта швидкості. НЬютоновская рідина – рідина, в’язкість якої не залежить від градієнта швидкості. Властивостями ньютонівської рідини наділені більшість рідин (вода, розчини, низькомолекулярні органічні рідини) і всі гази. Неньютонівська рідина Неньютонівська […]...
- Моделі газу, рідини і твердого тіла Тверді тіла мають здатність зберігати свою форму і об’єм при механічних впливах. Це пояснюється тим, що молекули твердого тіла сильно пов’язані один з одним. Здійснюючи коливальні рухи (подібно маятникам), вони не можуть далеко зміщуватися від положення рівноваги (точок, біля яких вони коливаються). З ростом температури коливання збільшуються і відбувається теплове розширення твердих тіл. У сталевого […]...
- Кипіння рідини На відміну від випаровування, яке відбувається при будь-якій температурі рідини, інший вид пароутворення – кипіння – можливий лише при абсолютно значенні (при певному тиску) температури кипіння. При нагріванні води у відкритій скляній посудині можна побачити, що по мірі збільшення температури стінки і дно посудини покриваються дрібними бульбашками. Вони утворюються в результаті розширення дрібних бульбашок повітря, […]...
- Чим відрізняються рідини від газів Речовинам властиво приймати те чи інше агрегатний стан. Безліч речовин знаходиться у формі газів або рідин. При цьому вони володіють характерними властивостями, притаманними відповідному агрегатним станом. Що таке рідини і гази У більшості своїй гази – ковалентні з’єднання (виняток становить група благородних газів) або прості речовини. Стисливість і здатність до розширення – характерні властивості газів. […]...
- Метод вимірювання капілярного підняття рідини Цей метод вважають найбільш точним, тому що для нього розроблена досить точна теорія, а експериментальні дані легко контролюються. Метод вимірювання капілярного підняття заснований на визначенні різниці рівнів рідини в капілярі радіуса r і в широкому посудині. Рідина піднімається або опускається по капіляру до тих пір, поки висота меніска не досягне висоти, при якій маса стовпа […]...
- Тверді тіла, рідини і гази Більшість речовин можуть існувати в трьох станах: твердому, рідкому і газоподібному. Вони називаються агрегатними станами речовини. Перехід з одного стану в інший відбувається при нагріванні або охолодженні, а також при зміні тиску. Наприклад, якщо воду – рідина – підігрівати, вона буде перетворюватися в пар – газ. Теорія, що пояснює властивості твердого, рідкого і газоподібного станів, […]...
- Метод вимірювання маси предмета в поверхневому шарі рідини МетодВільгельмі – урівноваження тонкої пластинки, зануреної в рідину, – один з найбільш точних методів визначення поверхневого натягу, що не вимагає введення будь-яких поправок, дуже простий у використанні. Найбільш поширена схема установки для визначення поверхневого натягу цим методом наведена на рис. 1.7. Установка включає платівку 1, частково занурену в рідину 2. Глибина занурення залежить від поверхневого […]...
- Кипіння рідини. Залежність температури кипіння від тиску Безпосередні спостереження за поведінкою рідини свідчать, що при деяких температурах і тиску в рідинах починається процес кипіння. Розберемося в механізмі цього явища. Зазвичай в рідині або на стінках посудини, в якій вона знаходиться, присутні бульбашки розчиненого в ній повітря. При нагріванні рідини розчинність газів, які в ній містяться, знижується. В результаті число таких бульбашок значно […]...
- Імпульс тіла – коротко З латинської мови слово імпульс перекладається, як поштовх. У механіці існує поняття імпульсу тіла і імпульсу сили. Імпульсом тіла володіє будь-який об’єкт, що рухається, а імпульс сили – фізична величина, що визначає зміна імпульсу тіла в результаті прикладання сили. Імпульс сили виводиться з другого закону Ньютона. Імпульс тіла – векторна фізична величина, яка визначає механічний […]...
- Фізика рідин За своїми властивостями рідини займають проміжне положення між газами і твердими тілами: рідини зберігають обсяг, але не форму. Ми можемо говорити про одному літрі води, переливаючи її з посудини в посудину; але при цьому вода приймає форму судини. Як і в твердих тілах, частки рідини упаковані вельми щільно і здійснюють коливання близько деяких положень рівноваги. […]...
- ПОЄДНАННЯ В НОВЕЛІ МОМЕНТ РЕАЛІСТИЧНОГО ЗМАЛЮВАННЯ ДІЙСНОСТІ ТА ФІЛОСОФСЬКОГО ПІДТЕКСТУ (ПЛИННІСТЬ ЖИТТЯ, ЩАСТЯ ЛЮДИНИ, МИТЬ – ЧАСТИНКА ВІЧНОСТІ ТОЩО) – МОДЕРНА УКРАЇНСЬКА ПРОЗА Мета (формувати компетентності): Предметні: знання змісту твору, визначення ідеологічної мети твору, його філософського підтексту; Ключові: розвиток уміння аргументовано передавати власні роздуми, судження про миттєве й вічне, сенс життя, щастя людини; розкриття імпресіоністичної поетики твору; комунікативну: висловлення своїх суджень про актуальність для нашого часу порушених письменником проблем; загальнокультурну: розуміння сенсу людського життя, визначення свого місця в […]...
- Чому однофазний асинхронний двигун не здатний до самозапуску? Відповідно до теорії про подвійне поле обертання, будь-яка складова (змінна) поля може бути розкладена на два компонента, де кожен компонент буде дорівнює половині максимальної величини взятої складової. Обидва цих компонента будуть обертатися в протилежних один до одного напрямках. Таким чином, потік Ф можна розкласти на дві складові: Кожен з цих компонентів потоку обертається (рухається) в […]...
- Тарас Шевченко. “Ой три шляхи широкії”. “Минають дні, минають ночі”. Роздуми автора про плинність, скороминущість життя людини на землі, про її долю Тема. Тарас Шевченко. “Ой три шляхи широкії”. “Минають дні, минають ночі”. Роздуми автора про плинність, скороминущість життя людини на землі, про її долю. Мета: ознайомити учнів з поезіями, обставинами, під впливом яких вони були створені; допомогти усвідомити ідейно-художній зміст віршів, розвивати навички виразного читання, логічного мислення; виховувати бажання займати активну життєву позицію. Обладнання: ілюстрації до […]...
- Тарас Шевченко. “Думи мої, думи мої…” (1847), “Ой три шляхи широкії…”. Усвідомлення власної місії поета. Роздуми автора про плинність, скороминущість життя людини на землі, про її долю Тема. Тарас Шевченко. “Думи мої, думи мої…” (1847), “Ой три шляхи широкії…”. Усвідомлення власної місії поета. Роздуми автора про плинність, скороминущість життя людини на землі, про її долю Мета: допомогти учням усвідомити ідейно-художній зміст філософських творів Шевченка, їхню поетичну довершеність; розвивати образне та критичне мислення, навички виразного, вдумливого читання віршів, їхнього аналізу в контексті біографії […]...
- Т. Г. ШЕВЧЕНКО “ОЙ ТРИ ШЛЯХИ ШИРОКІЇ…”. РОЗДУМИ АВТОРА ПРО ПЛИННІСТЬ, СКОРОМИНУЩІСТЬ ЖИТТЯ ЛЮДИНИ НА ЗЕМЛІ, ПРО ЇЇ ДОЛЮ – Світ української поезії Мета: проаналізувати ідейно-художній зміст програмової поезії в контексті розкриття філософських поглядів автора; визначити мотиви її написання; розвивати вміння виразно і вдумливо читати твір поета, коментувати основні ідеї, художні засоби поезії, висловлювати власні міркування, спостереження, робити висновки; формувати кругозір, світогляд школярів; виховувати в учнів любов до творчості Великого Кобзаря, усвідомлювати громадянську позицію людини як один із […]...
- Поєднання в новелі Момент реалістичного змалювання дійсності та філософського підтексту (плинність життя, щастя людини, мить – частинка вічності тощо) Мета (формувати компетентності): Предметні (знати зміст, тематику й проблематику новели “Момент”; розкривати філософський підтекст твору; характеризувати образ панни, роль героя-оповідача; аргументовано передавати власні роздуми про миттєве й вічне, сенс життя, щастя людини; розкривати імпресіоністичну поетику твору; висловлювати свої судження про актуальність для нашого часу порушених письменником проблем, аргументувати їх прикладами з тексту; уміти означити місце […]...
- Тиск. Сила тиску Гідро – (аеро) статика вивчає умови рівноваги рідин і газів і тіл, що знаходяться в них. У механіці рідини і гази розглядаються як суцільні, безперервно розподілені в зайнятої ними частини простору. У багатьох завданнях сжимаемостью рідини можна знехтувати. У цьому випадку користуються поняттям нестисливої рідини – рідини, щільність якої усюди однакова і не змінюється з […]...
- Закон Бернуллі в гідродинаміці Уявімо собі воду, що тече по трубі з даху будинку на землю. Тиск рідини буде змінюватися уздовж труби. Математик і фізик Данило Бернуллі відкрив закон, що зв’язує тиск, швидкість течії і висоту труби. У сучасних позначеннях ми записуємо закон Бернуллі у вигляді v2 / 2 + gz + р / р = const. Тут v […]...