Перенесення тепла в молекулярних кристалах з фазовими переходами
Виявлення специфічних механізмів перенесення тепла у молекулярних кристалах та їхніх розчинах при температурах порядку і вище дебаєвських в орієнтаційно-впорядкованих та орієнтаційно-невпорядкованих фазах молекулярних кристалів з фазовими переходами.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 25.09.2015 |
| Размер файла | 322,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Впервые были проведены исследования изохорной теплопроводности -фазы кислорода, твердого этана и гексафторэтана на образцах разной плотности. Исследована изохорная теплопроводность -O2 в температурном интервале от 44 К и до начала плавления. Теплопроводность практически свободного образца слабо убывает с ростом температуры, в то время как на изохорах она возрастает. Приведенные оценки показывают, что абсолютная величина теплопроводности близка к своему нижнему пределу, и значительная часть тепла в -фазе кислорода переносится «диффузными» модами. Рост изохорной теплопроводности может быть связан с уменьшением «вращательной» компоненты теплового сопротивления, вследствие затухания вращательных и магнитных корреляций в движении соседних молекул. Исследована теплопроводность твердого этана для трех образцов разной плотности в температурном интервале от 35 K и до начала плавления. В и фазах этана изохорная теплопроводность уменьшается с ростом температуры по зависимости более слабой, чем 1/T. Такое поведение типично для ориентационно-упорядоченных фаз молекулярных кристаллов, и не обнаруживает каких либо особенностей, связанных с вращением метильных групп. При предплавильных температурах теплопроводность всех трех образцов выходит на «плато», наиболее вероятной причиной которого является появление «пластической» фазы. Проведен сравнительный анализ поведения теплопроводности этана и 1,1,1 - трихлорэтана, где имеются метильные группы, а также 1,1,2 - трихлорэтана и 1,2 - дихлорэтана, где они отсутствуют, который также подтверждает вывод, что вращение метильных групп не влияет заметно на перенос тепла в области «классического» вращения. Экспериментальные результаты обсуждаются в рамках модели, где тепло переносится низкочастотными фононами и высокочастотными «диффузными» модами. Показано, что когда значительная часть тепла передается от молекулы к молекуле, необходимо учитывать возможность передачи вращательной энергии с узла на узел. Исследована теплопроводность твердого гексафторэтана - C2F6 для трех образцов разной плотности в температурном интервале от 90 K и до начала плавления. Наиболее плотный образец, выращенный под давлением 110 МПа, достигал условия изохоричности при 114 К; ниже этой температуры теплопроводность соответствовала изобарному случаю. Наблюдался небольшой скачек теплопроводности при температуре 104 К, соответствующей переходу в С2F6. В низкотемпературной -фазе изобарная теплопроводность уменьшается при увеличении температуры, что характерно для ориентационно-упорядоченных фаз. Изохорная теплопроводность в -фазе практически постоянна непосредственно после перехода, и слабо возрастает с увеличением температуры вплоть до начала плавления. Такое поведение приписывается ослаблению трансляционно-ориентационного взаимодействия при растормаживании вращательного движения молекул C2F6 вокруг оси C-C. Результаты настоящего исследования подтверждают вывод о том, что растормаживание одноосного вращения молекул, подобно растормаживанию вращения молекулы как целого, может приводить к росту изохорной теплопроводности при увеличении температуры.
Исследована изохорная теплопроводность твердых растворов (CO2)0.905Kr0.095 и (CO2)1-xXex (x=0.052 и 0.097) разной плотности в температурном интервале от 150 K и до начала плавления. Обнаружено необычное влияние точечных дефектов на теплопроводность. В то время как изохорная теплопроводность чистого CO2 выше 150 К монотонно уменьшается при повышении температуры, теплопроводность твердых растворов CO2/Kr и CO2/Xe сначала убывает, затем проходит через минимум при 200-210 K, и при дальнейшем увеличении температуры возрастает вплоть до начала плавления. Такое поведение изохорной теплопроводности связывается с расторможением вращательного движения молекул CO2 при растворении сферически симметричных атомов инертных газов.
Ключевые слова: изохорная теплопроводность, молекулярные кристаллы, нижний предел теплопроводности, фононы.
SUMMARY
Sagan V. V. Heat transfer in molecular crystals with phase transitions. Мanuscript.
Thesis for a candidates degree in physics and mathematics by speсiality 01.04.09 - low temperature physics. B. Verkin Institute for Low Temperature Physics and Engineering of NAS of Ukraine, Kharkov, 2008.
The dissertation presents the results on the mechanisms of heat transfer in molecular crystals and their solutions above the Debye temperature. The cases considered include orientationally-ordered and orientationally-disordered phases of molecular crystals with phase transitions (N2, O2, CO), rotation of the molecules about one preferred axis (C2H6, C2F6) and the atomic impurity effect on the thermal conductivity of molecular crystals (CO2/Kr, CO2/Xe). Both ordered and disordered phases have been investigated for the first time. It is shown that the isochoric thermal conductivity in the orientationally-disordered phases of molecular crystals changes by a low weaker than 1/T. In orientationally-disordered phases it increases with temperature. This behavior can be attributed to the attenuation of phonon scattering at short-range orientation order fluctuations. A theoretical model is proposed, which permits a Debye model-based calculation of the contribution to the thermal conductivity from low-frequency phonons and « diffuse » modes in orientationally-ordered and orientationally-disordered phases. Pioneering investigations of the isochoric thermal conductivity of the -phase of oxygen, solid ethane and hexafluoroethane have been performed on samples of varying density. It is shown that near and above the Debye temperature the thermally activated rotation of the methyl groups in solid ethane (C2H6) leaves the thermal conductivity unchanged. It was observed for hexafluoroethane that in same cases the enhancement of the molecular rotation about the preferred axis made the thermal conductivity increase with temperature, just as the rotation of the whole molecule does. The influence of spherical inert gas impurities (Kr, Xe) on the temperature dependence of the isochoric thermal conductivity of solid CO2 has been investigated.
Key words: isochoric thermal conductivity, molecular crystals, lower limit to thermal conductivity, phonons.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Спектри поглинання, випромінювання і розсіювання. Характеристики енергетичних рівнів і молекулярних систем. Населеність енергетичних рівнів. Квантування моментів кількості руху і їх проекцій. Форма, положення і інтенсивність смуг в молекулярних спектрах.
реферат [391,6 K], добавлен 19.12.2010Кристалічна структура та фононний спектр шаруватих кристалів. Формування екситонних станів у кристалах. Безструмові збудження електронної системи. Екситони Френкеля та Ваньє-Мотта. Екситон - фононна взаємодія. Екситонний спектр в шаруватих кристалах.
курсовая работа [914,3 K], добавлен 15.05.2015Визначення поняття спектру електромагнітного випромінювання; його види: радіо- та мікрохвилі, інфрачервоні промені. Лінійчаті, смугасті та безперервні спектри. Структура молекулярних спектрів. Особливості атомно-емісійного та абсорбційного аналізу.
курсовая работа [46,6 K], добавлен 31.10.2014Комбінаційне і мандельштам-бріллюенівське розсіювання світла. Властивості складних фосфорвмісних халькогенідів. Кристалічна будова, фазові діаграми, пружні властивості. Фазові переходи, пружні властивості, елементи акустики в діелектричних кристалах.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 25.10.2011Особенности конструкции разработанной фритюрницы для приготовления картофеля фри. Расчет полезно используемого тепла. Определение потерь тепла в окружающую среду. Конструирование и расчет электронагревателей. Расход тепла на нестационарном режиме.
курсовая работа [358,0 K], добавлен 16.05.2014Определение параметров цикла со смешанным подводом теплоты в характерных точках. Политропное сжатие, изохорный подвод тепла, изобарный подвод тепла, политропное расширение, изохорный отвод тепла. Количество подведённого и отведённого тепла, КПД.
контрольная работа [83,3 K], добавлен 22.04.2015История теплового аккумулирования энергии. Классификация аккумуляторов тепла. Аккумулирование энергии в атомной энергетике. Хемотермические энергоаккумулирующие системы. Водоаммиачные регуляторы мощности. Аккумуляция тепла в калориферных установках.
реферат [1,5 M], добавлен 14.05.2014Дослідження кристалів ніобіту літію з різною концентрацією магнію. Використання при цьому методи спонтанного параметричного розсіяння і чотирьох хвильове зміщення. Розробка методики чотирьох хвильового зміщення на когерентне порушуваних поляритонах.
курсовая работа [456,8 K], добавлен 18.10.2009Способи вирощування кристалів. Теорія зростання кристалів. Механічні властивості кристалів. Вузли, кристалічні решітки. Внутрішня будова кристалів. Міцність при розтягуванні. Зростання сніжних кристалів на землі. Виготовлення прикрас і ювелірних виробів.
реферат [64,9 K], добавлен 10.05.2012Жидкостные тепловые аккумуляторы. Физические основы для его создания. Аккумуляторы тепла, основанные на фазовых переходах. Особенности тепловых аккумуляторов с твёрдым теплоаккумулирующим материалом. Конструкция теплового аккумулятора фазового перехода.
реферат [726,5 K], добавлен 18.01.2010Производственная программа станции. Построение суточных графиков тепловой и электрической нагрузки. Расчёт выработки электроэнергии, отпуск тепла в суточном разрезе, по сезонам. Показатели турбинного цеха, баланс тепла. Фонд оплаты труда персонала.
курсовая работа [484,7 K], добавлен 06.05.2014Физический смысл регенерации тепла в цикле теплового двигателя и способы ее осуществления. Регенеративный цикл с одноступенчатым отбором пара. Многоступенчатый регенеративный подогрев питательной воды. КПД цикла с одноступенчатой регенерацией тепла.
контрольная работа [1,1 M], добавлен 14.03.2015Анализ энергетических показателей теплоэлектростанции. Расход тепла, раздельная и комбинированная выработка электроэнергии и тепла. Применение метода энергобалансов, сущность эксергетического метода. Пропорциональный метод разнесения затрат на топливо.
презентация [945,1 K], добавлен 08.02.2014Знайомство з основними елементами системи централізованого теплопостачання: джерело тепла, теплова мережа, споживачі. Загальна характеристика температурного графіку регулювання відпущення тепла споживачами. Етапи розробки плану мереж та монтажної схеми.
курсовая работа [556,2 K], добавлен 01.10.2013Уравнение теплопроводности: его физический смысл, порядок формирования и решения. Распространение тепла в пространстве и органических телах. Случай однородного цилиндра и шара. Схема метода разделения переменных, ее исследование на конкретных примерах.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 25.11.2011Определение годового и часового расхода тепла на отопление и на горячее водоснабжение. Определение потерь в наружных тепловых сетях, когенерации. График центрального качественного регулирования тепла. Выбор и расчет теплообменников, котлов и насосов.
дипломная работа [147,1 K], добавлен 21.06.2014Расчет расхода тепла на отопление, вентиляцию, горячее водопотребление. Графики часового и годового потребления тепла по периодам и месяцам. Схема теплового узла и присоединения теплопотребителей к теплосети. Тепловой и гидравлический расчет трубопровода.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 25.01.2015Виды передачи тепла в коксовых печах. Определение коэффициента избытка воздуха. Регенерация тепла продуктов горения. Средства измерения температуры на коксовой батарее. Оборудование и механизмы для отопления коксовых печей. Тепловой баланс коксования.
презентация [8,0 M], добавлен 12.07.2015Расчет параметров состояния в контрольных точках цикла Брайтона без регенерации тепла. Изучение конца адиабатного процесса сжатия. Нахождение коэффициента теплоемкости при постоянном объеме и при постоянном давлении. Вычисление теплообменного аппарата.
курсовая работа [902,9 K], добавлен 01.04.2019График центрального качественного регулирования отпуска теплоты. Определение расчетных расходов тепла и сетевой воды, отопительной нагрузки. Построение графика расходов тепла по отдельным видам теплопотребления и суммарного графика расхода теплоты.
курсовая работа [176,5 K], добавлен 06.04.2015
