Актуально
Мексиканская мафия угрожает президенту Лопесу Обрадору Мексиканская мафия угрожает президенту Лопесу Обрадору Госпрограмма КНДР включает в себя снятие зависимости от Госпрограмма КНДР включает в себя снятие зависимости от Китая и укрепление связей с РФ Новые бои вспыхнули в южных районах Триполи Новые бои вспыхнули в южных районах Триполи Страстная неделя Великого поста в 2019 году: что можно есть Страстная неделя Великого поста в 2019 году: что можно есть перед Пасхой Более тысячи сирийских беженцев вернулись на родину из Более тысячи сирийских беженцев вернулись на родину из Иордании и Ливана Католическая Пасха 21 апреля 2019 года Католическая Пасха 21 апреля 2019 года Эксперт считает, что санкции США против Венесуэлы вызвали Эксперт считает, что санкции США против Венесуэлы вызвали сотни смертей Число пострадавших от пожаров в Забайкалье выросло до 29 Число пострадавших от пожаров в Забайкалье выросло до 29 человек Гороскоп Василисы Володиной на неделю с 22 по 28 апреля Гороскоп Василисы Володиной на неделю с 22 по 28 апреля 2019 года Таро-прогноз на неделю с 22 по 28 апреля 2019 года Таро-прогноз на неделю с 22 по 28 апреля 2019 года Стариков считает, что США хотят поссорить РФ с сирийским Стариков считает, что США хотят поссорить РФ с сирийским руководством через курдов Страстная неделя в 2019 году по дням: что можно и что Страстная неделя в 2019 году по дням: что можно и что нельзя делать перед Пасхой Лазарева суббота 20 апреля: приметы и традиции праздника Лазарева суббота 20 апреля: приметы и традиции праздника Маск продемонстрировал в Twitter знание русского языка Маск продемонстрировал в Twitter знание русского языка Характер человека по году рождения Характер человека по году рождения Какой сегодня праздник: 21 апреля 2019 года Какой сегодня праздник: 21 апреля 2019 года

Ученые исследуют распространение тепла в сверхчистых кристаллах

Ученые исследуют распространение тепла в сверхчистых кристаллах

Ученые из Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ) разработали математическую модель процессов, происходящих при распространении тепла в сверхчистых кристаллах. Это откроет перспективы создания новых материалов для использования в охлаждающих контурах различного оборудования. Об этом они рассказали в журнале Continuum Mechanics and Thermodynamics. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда (РНФ), кратко об итогах работы рассказывается в пресс-релизе РНФ.

Способность материалов проводить тепло связана с их внутренним строением. Атомы в любом твердом веществе при температуре, отличной от абсолютного нуля, совершают колебания относительно своего положения равновесия. Такие движения атомов могут распространяться в пространстве от одного атома к другому. Для более удобного описания процессов передачи колебательной энергии ученые ввели новую квазичастицу (частицу, которую можно рассматривать одновременно как волну) – фонон.

Для описания процессов передачи тепла в физике твердого тела используют свойства фононов. При повышении температуры амплитуда колебаний атомов в кристаллической решетке возрастает. Нагретые атомы испускают больше фононов. Фононы передаются по кристаллической решетке, и атомы во всем материале начинают колебаться с большей амплитудой. Увеличение амплитуды колебаний атомов кристаллической решетки соответствует возрастанию температуры твердого тела.

Существующая теория теплопереноса утверждает, что тепловая энергия в твердых телах переносится фононами по аналогии с тем, как световая энергия переносится фотонами. Также эта теория учитывает возможность рассеяния (ослабления энергии) фононов из-за соударения с дефектами кристаллической решетки. При своем рассеянии фонон может менять направление движения, тем самым затрудняя процесс переноса тепла. Эта теория хорошо описывает распространение тепла в телах, содержащих большое количество дефектов, но плохо работает в случае сверхчистых кристаллов (реальных кристаллов, число дефектов в которых минимально).

Ученые из СПбПУ создали математическую модель, которая описывает перенос тепловой энергии в твердых телах на основе разрабатываемой ими теории баллистической теплопроводности. Эта теория рассматривает бездефектные кристаллы как совокупности частиц, соединенных между собой связями, способными растягиваться и сжиматься. При проведении расчетов по такой модели ученые выяснили, что передача тепла в сверхчистых кристаллах связана со свободным распространением фононов. Существующие теории теплопереноса в этом случае неприменимы.

Исследователям еще предстоит завершить создание теории баллистической теплопроводности, и в своей нынешней работе они описали тот математический аппарат, который лежит в ее основе. На примере сверхчистого кристалла ученые показали, что созданная ими модель хорошо описывает предполагаемые свойства физической системы, но в некоторых аспектах противоречит классической теории. Если ученым удастся показать, что созданный ими математический аппарат способен описывать наблюдаемые в реальности эффекты лучше существующей модели, то в будущем он сможет заменить классическую теорию. Исследователи СПбПУ совместно с коллегами из Берлинского технического университета уже ведут подготовку к эксперименту, который позволит проверить предсказания новой теории.

«В скором времени нами будет создана теория баллистического распространения тепла в сверхчистых материалах. Теория позволит разрабатывать эффективные методы отвода тепла с использованием уникальных тепловых свойств сверхчистых материалов, которые уже возможно получить с использованием современных технологий. Это откроет перспективы создания новых материалов для использования в охлаждающих контурах различного оборудования», – говорит один из авторов исследования, член-корреспондент РАН, доктор физико-математических наук, профессор Антон Кривцов.


Добавлено: 19 июл 2018 в 11:59, Журналист, сотрудник ИА "NewsTes"
По материалам: polit.ru

Загрузка...
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:




Лента новостей
Два человека стали жертвами крушения легкомоторного самолета в США - 02:14

Когда будет схождение Благодатного огня в 2019 году - 02:13

Мэра Даугавпилса и вице-мэра Риги обыскали по возвращении из Москвы - 02:05

Представитель ЕК призвал Зеленского бороться с олигархами и развивать ассоциацию с ЕС - 02:04

Кандидат в президенты Македонии заявила о победе, на деле уступая сопернику - 02:04

Какой сегодня праздник: 22 апреля 2019 года - 01:55

Пираты украли вторую серию «Игры престолов» - 01:48

СМИ узнали о поздравительном звонке Трампа Зеленскому - 01:47

ЦИК Украины сообщил о победе Зеленского после обработки более 20% протоколов - 01:47

Facebook удаляет нежелательный контент после взрывов на Шри-Ланке - 01:12

Защитники природы заявили, что готовы приостановить протесты в центре Лондона - 01:02

Лунный день сегодня 22 апреля 2019 года - 00:58

Результат Порошенко опустился ниже 25 процентов, сообщает ЦИК Украины - 00:42

Египтяне назвали самых опасных животных России - 00:38

Байкер и мастер маникюра: как фрезеровщик из Петербурга рушит стереотипы - 00:38

Глава МИД Британии поздравил Зеленского с победой - 00:30

Запуск Crew Dragon к МКС отложили до конца года - 00:26

Представитель штаба Зеленского исключил роспуск украинской Рады - 00:19

Белый дом сделал ряд исключений для тех, кто взаимодействует с КСИР Ирана - 00:07

Военный совет Судана стремится избежать санкций Африканского союза - 00:07

Военные обезвредили бомбу возле главного аэропорта Шри-Ланки - 00:00

Эйфелева башня погасит огни в память о жертвах теракта на Шри-Ланке - 22:51

Жертвами оползня в Колумбии стали 16 жителей одной деревни - 22:44

Осторожно, риелторы: Жительница Новосибирска заплатила деньга за «липовые» предложения об аренде - 22:40

Последние новости
Быков пообещал вернуться к работе «при первой же возможности» Быков пообещал вернуться к работе «при первой же возможности» Побывавшие в Сирии моряки подали в суд из-за невыплаты суточных Побывавшие в Сирии моряки подали в суд из-за невыплаты суточных Зеленский лидирует на выборах после обработки половины протоколов, сообщает ЦИК Украины Зеленский лидирует на выборах после обработки половины протоколов, сообщает ЦИК Украины В Подмосковье стартует досрочный период ГИА В Подмосковье стартует досрочный период ГИА Останкинская башня погасит огни в память о жертвах терактов на Шри-Ланке Останкинская башня погасит огни в память о жертвах терактов на Шри-Ланке Ведущие алжирские партии отказались от участия в посвященной выборам встрече Ведущие алжирские партии отказались от участия в посвященной выборам встрече Второй тур выборов президента Украины проигнорировали 11 миллионов человек Второй тур выборов президента Украины проигнорировали 11 миллионов человек Адвокаты Бутиной просят суд изъять из дела экспертную оценку бывшего сотрудника ФБР Адвокаты Бутиной просят суд изъять из дела экспертную оценку бывшего сотрудника ФБР Савченко назвала виновников ухудшения отношений Украины и России Савченко назвала виновников ухудшения отношений Украины и России Отсутствие завтрака и поздний ужин увеличивают риск смерти Отсутствие завтрака и поздний ужин увеличивают риск смерти Российские военные пролетят над территорией США Российские военные пролетят над территорией США Инспекторы из России осмотрят военный объект в Литве Инспекторы из России осмотрят военный объект в Литве Российские военные проведут наблюдательный полет над США Российские военные проведут наблюдательный полет над США