 | Термомеханический эффект |  |
Появление в сверхтекучей жидкости разности давлений, обусловленной разностью температур
Описание Термомеханический эффект (эффект фонтанирования) появление в сверхтекучей жидкости разности давлений (градиента давлений), обусловленной разностью температур (градиентом температур). Термомеханический эффект проявляется, например, в различии уровней жидкости в двух сосудах, сообщающихся через узкую щель или капилляр и находящихся при разных температурах. Наглядный способ демонстрации термомеханического эффекта заключается в нагреве электромагнитным излучением трубки, набитой мелким черным порошком и опущенной одним концом в сверхтекучий гелий. При освещении порошок быстро нагревается, и из-за возникающей разности давлений в сосуде и вне его жидкий гелий фонтаном выбрасывается из верхнего конца капилляра. В рамках двухжидкостной модели сверхтекучего гелия термомеханический эффект можно объяснить как выравнивание концентраций сверхтекучей компоненты, свободно протекающей через щель в направлении нагретой части жидкости. В то же время поток нормальной компоненты в обратном направлении невозможен из-за действия сил вязкости. Для разности давлений в термомеханическом эффекте динамически получено соотношение:  ,
где r - плотность; S - энтропия жидкого гелия. Обратный эффект - охлаждение сверхтекучего гелия при продавливании его через узкие щели или капилляры - называется механокалорическим эффектом. Временные характеристики Время инициации (log to от -4 до -1); Время существования (log tc от 13 до 15); Время деградации (log td от -2 до -1); Время оптимального проявления (log tk от -2 до -1). Диаграмма: 
Технические реализации эффекта Техническая реализация эффекта Способ технической реализации термомеханического эффекта в нагреваемом сосуде (см. рис. 1). В сосуд со сверхтекучей жидкостью помещена трубка с черным порошком, назначение которого состоит в поглощении света и нагреве жидкости. При освещении трубки порошок нагревает жидкость и последняя выплескивается из сосуда за счет образующегося термоиндуцированного градиента давления. Схема технической реализации термомеханического эффекта Рис. 1 Обозначения: 1 - сверхтекучая жидкость; 2 - сосуд; 3 - трубка с порошком черного цвета; 4 - поток света.ы Применение эффекта Данный ФЭ применяется при экспериментальных исследованиях свойств сверхтекучих жидкостей, в частности, гелия (Не). Литература  1. Физическая энциклопедия.- М.: Большая российская энциклопедия, 1998.- Т.5.- С.95-96.
|