Лекционный курс «Экспериментальные методы физических исследований» Раздел МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУР. - презентация

1 Лекционный курс «Экспериментальные методы физических исследований» Раздел МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУР

2 ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ ( ГОРЕНИЕ )

3 ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ ( ГОРЕНИЕ ) Горение природного газа, нефтепродуктов - до 2000 К. Реакция окисления циана К. С 2 N 2 + O 2 2CO + N 2 Реакция образования фторводорода К Н 2 + F 2 2HF Взрыв тринтротолуола - до 5000 К. Электрическая интенсификация горения - повышение температуры на К

4 ЭНЕРГИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ Низкочастотные поля. Джоулево тепло Q = R I 2 t Высокочастотные поля. Вихревые токи (токи Фуко) Уменьшение потерь тепла в вакууме

5 ЭНЕРГИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ Инфракрасные СО 2 – лазеры =10,6 мкм Лазерная закалка металла :

6 ЭЛЕКТРОДУГОВЫЕ И ПЛАЗМЕННЫЕ УСТРОЙСТВА Газовый разряд при постоянном давлении : ЭЛЕКТРОДУГОВЫЕ И ПЛАЗМЕННЫЕ УСТРОЙСТВА ЭЛЕКТРОДУГОВЫЕ И ПЛАЗМЕННЫЕ УСТРОЙСТВА 1802 г. В. В. Петров - между угольными электродами самостоятельный разряд в форме дуги (дуговой разряд) (электрическая дуга) В воздухе при атмосферном давлении температура дуги до К (при токе 500 А)

7 ЭЛЕКТРОДУГОВАЯ ПЛАВИЛЬНАЯ ПЕЧЬ

8 ПЛАЗМЕННАЯ ГОРЕЛКА Электрическая дуга стабилизирована водой. При токе 1200 А температуры до К.

9 УДАРНЫЕ ВОЛНЫ Число Маха М=V уд /u u - скорость звука При электромагнитном возбуждении ударной волны (J А) М 200 T К.

10 ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ ДЕЛЕНИЯ

11 92 U n 1 92 U Xe Sr n МэВ В начальный момент взрыва температура огненного шара выше К

12 ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ СИНТЕЗА

13 Термоядерные реакции 1 Н Н 2 1 Н Н МэВ 1 Н Н 3 2 Не n ,6 МэВ Начальная температура « зажигания » не менее 10 7 К

14 ОТРИЦАТЕЛЬНЫЕ ТЕМПЕРАТУРЫ В равновесных системах всегда dS/dE > 0 и температуры только положительные В неравновесных (самоорганизующихся) системах возможно dS/dE < 0 и могут быть отрицательные температуры

15 ОТРИЦАТЕЛЬНЫЕ ТЕМПЕРАТУРЫ Распределение Больцмана При Т= + 0 n(E 2 )=0 При Т, exp(-E 2 /kT) 1 и n(E 2 )= n(E 1 ). При отрицательных температурах n(E 2 )> n(E 1 ) (инверсная заселенность). В пределе Т = - 0, n(E 1 )=0.

16 СИСТЕМЫ С ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ ТЕМПЕРАТУРОЙ (ИНВЕРСНОЙ ЗАСЕЛЕННОСТЬЮ) Магнитные моменты во внешнем поле (кристалл фторида лития) Инверсная заселенность в лазерах