Равновесного излучения

Иная картина наблюдается при коррозионно-усталостном нагружении (в присутствии электролита;. За счет хемомеханическо-го эффекта облегчается интенсивный выход дислокаций из объема з приповерхностные слои и устанавливается термодинамически более равновесное состояние кристаллической решетки металла по эффективной глубине проникновений рентгеновского луча. Поэтому уровень микроискажений кристаллической решетки на начальных циклах нагружения ниже, чем при испытании на воздухе (до 600 циклов). Далее начинают преобладать процессы поперечного скольжения и релаксации напряжений. Однако постоянное генерирование дополнительного потока дислокаций за счет поверхностной электрохимической реакции из объемов металла поддерживает высокую запасенную энергию и их плотность. Следствием этого является более плавное, чем на воздухе, уменьшение уровня микроискажений в интервале от 600 до 2000 циклов. При

В точке б при увеличении силы тока напряжение источника ?/„ станет больше, чем напряжение дуги; следовательно, сила тока начнет увеличиваться до значения, определяемого точкой а, т. е. система снова придет в устойчивое равновесное состояние. При отклонении тока от точки б в сторону уменьшения напряжение дуги превысит напряжение источника, и разность С7И — ?/д будет уменьшаться и стремиться к отрицательной величине. Следовательно, сила тока /д также начнет уменьшаться, в результате чего дуга оборвется. Таким образом, в точке б режим горения дуги неустойчив.

Как уже отмечалось, система, выведенная из состояния равновесия, и предоставленная при постоянных параметрах окружающей среды самой себе, через некоторое время вновь придет в равновесное состояние, соответствующее этим параметрам. Такое самопроизвольное (без внешнего воздействия) возвращение системы в состояние равновесия

В начале этой главы говорилось, что диаграмма состояния характеризует равновесное состояние сплава, а линии на диаграмме показывают температурно-концентрационные условия превращения в равновесных условиях, когда свободные энергии старой и образующихся фаз равны.

фазовые изменения, то полнота обратного (при охлаждении) превращения зависит от скорости охлаждения. Теоретически можно себе представить такие условия охлаждения, при которых обратное превращение вовсе не произойдет, и при комнатной температуре в результате быстрого охлаждения зафиксируется состояние сплава, характерное для высоких температур. Такая операция называется закалкой. Во многих случаях закалка не фиксирует совсем (или фиксирует не полностью) состояние сплава, устойчивое при высоких температурах. Поэтому предельный случай закалки, когда состояние сплава, характерное для высоких температур, фиксируется, называется истинной закалкой, в отличие от закалки в более широком смысле, когда фиксируется не состояние сплава при высокой температуре, а некоторая его стадия структурного превращения (распад), при которой в сплаве не достигнуто еще равновесное состояние.

Превращение при Т2 вызовет образование w-фазы (p->w), вследствие чего твердость повысится, последующее превращение с»-фазы (со— >-а) приведет сплав в равновесное состояние (Р+а).

Отсюда вытекает весьма важный вывод, что при обратимом взаимодействии металла с раствором своей соли непрерывный переход металла в ионное состояние не может иметь места, т. е. коррозионный процесс приостановится, как только будет достигнуто равновесное состояние.

Упругая деформация. Упругой деформацией называют деформацию, влияние которой на форму, структуру и свойства тела устраняется после прекращения действия внешних сил. Упругая деформация не вызывает заметных остаточных изменений в структуре и свойствах металла; под действием приложенной нагрузки происходит только незначительное относительное и обратимое смещение атомов. При растяжении монокристалла возрастают расстояния между атомами, а при сжатии атомы сближаются. При таком смещении атомов из положения равновесия нарушается баланс сил притяжения и электростатического отталкивания, поэтому после снятия нагрузки смещенные атомы вследствие действия сил притяжения или отталкивания возвращаются в исходное равновесное состояние, и кристаллы приобретают свою первоначальную форму и размеры.

Термодинамические условия равновесия фаз в сплавах Процесс кристаллизации металлических сплавов и связанные с ним многие закономерности строения сплавов описывают с помощью рассматриваемых ниже диаграмм состояния или диаграмм фазового равновесия. Эти диаграммы в удобной графической форме показывают фазовый состав и структуру в зависимости от температуры и концентрации. Предполагается, что диаграммы состояния построены для условий равновесия, вернее достаточно близких к ним. Равновесное состояние соответствует минимальному значению свободной энергии. Истинное равновесие практически не достигается. В подавляющем числе случаев сплавы находятся в метастабильном состоянии, т. е. в таком состоянии, когда сплавы обладают ограниченной устойчивостью и под влиянием внешних воздействий переходят в другие, более устойчивые, состояния, так как их свободная энергия больше минимальной. Поэтому рассмотрение диаграммы состояния позволяет определить фазовые превращения в условиях очень медленного охлаждения или нагрева. Закономерность изменения числа фаз в гетерогенной системе определяется правилом фаз.

Экспериментально определять параметры объекта исследования можно непосредственным измерением (например, размеров) и приведением системы в равновесное состояние (например, взвешиванием на обычных весах, электрическим измерением с помощью мостика Уитсто-на). Экспериментальное определение воздействий на объект исследования может также проводиться по результатам воздействий на объект (например, определение сил по упругим деформациям объекта).

Однако было бы ошибкой полагать, что изучение равновесного состояния не имеет отношения к коррозии. Напротив, фундаментальные исследования неравновесных состояний и расчет скорости коррозии начинаются с утверждения о том, что равновесие было нарушено. В общем, необходимо знать равновесное состояние системы, чтобы оценить различные факторы, влияющие на скорость, с которой система стремится прийти в равновесие (т. е. корродирует).

тории к горизонту менее 20° с выключенными или работающими на режиме малой тяги (мощности) двигателями. П. в небольшом интервале высот считается установившимся (скорость практически постоянна). ПЛАНКА ЗАКОН [по имени нем. физика М. Планка (М. Planck; 1858-1947)] - один из осн. законов теплового излучения, характеризующий распределение энергии в спектре равновесного излучения при определ. темп-ре. Согласно П.з. спектральная плотность светимости энергетической абсолютно чёрного тела равна: ..(, 2к\2 hv

магн. излучение, испускаемое в-вом (телом) за счёт его внутренней энергии', определяется ^термодинамич. темп-рой и оптич. св-вами в-ва. Т.п. характеризуется светимостью энергетической. Т.н., находящееся в термодинамич. равновесии с в-вом, наз. равновесным излучением (устанавливается в теплоизолир. системе, все тела к-рой находятся при одной и той же темп-ре). Спектр равновесного излучения определяется Планка законом. Для Т.н. в общем случае справедлив Кирхгофа закон излучения. См. также Стефана -Больцмана закон.

Излучение, характеризующееся спектром, подобным спектру равновесного излучения (при r=const), называется сер ы м излучением.

В ч. 1 даны основные понятия теории теплового излучения, рассмотрены законы взаимодействия электромагнитной энергии и вещества и законы термодинамически равновесного излучения.

С этой целью в первой части настоящей книги изложены физические основы теплового излучения. Рассмотрены природа электромагнитной энергии, процессы испускания и взаимодействия излучения и вещества. Дано понятие поля излучения и основных характеризующих его величин, необходимых при рассмотрении процессов радиационного теплообмена. Затем изложены законы термодинамически равновесного излучения, позволяющие связать процессы теплового излучения с температурой и радиационными параметрами вещества.

Однако ряд физических процессов, связанных с излучением, не находил приемлемого объяснения с точки зрения волновой теории. В частности, это относилось к явлению фотоэффекта и распределению энергии по частотам для термодинамически равновесного излучения. Эти затруднения отпали после создания Планком в 1900 г. квантовых представлений излучения, согласно которым была установлена дискретность испускаемой электромагнитной энергии. При этом испускаемое веществом излучение представляется в виде мельчайших порций (квантов) энергии излучения. Планком была установлена связь между энергией кванта и частотой излучения. Квантовая теория позволила решить задачу о распределении энергии по частотам в случае термодинамически равновесного излучения. Полученные результаты нашли блестящее экспериментальное подтверждение.

Законы термодинамически равновесного излучения

Уравнения (2-2), вытекающие из второго начала термодинамики, позволяют установить ряд общих свойств термодинамически равновесного излучения, которые используются при исследованиях и расчетах радиационного теплообмена.

еивность равновесного излучения вдоль любого направления для всех частот в соответствии с (1-47) не будет изменяться.

Проанализируем некоторые свойства термодинамически равновесного излучения в вакууме. В соответствии с (2-2) и определением вектора полного потока излучения (1-87) спектральная интенсивность равновесно, го излучения в вакууме /0_v должна удовлетворять уравнению

Уравнение (2-3) будет выполняться при условии, если спектральная интенсивность равновесного излучения в вакууме /ov для всех длин волн не будет зависеть от направления s, т. е. термодинамически равновесное излучение является изотропным. Поскольку, как уже отмечалось, интенсивность в вакууме не меняется вдоль любого направления, то получим первое важное свойство равновесного излучения для вакуума: