Термомеханический эффект

Термомехани́ческий эффект

Эффект фонтанирования, появление в сверхтекучей жидкости разности давлений Δр, обусловленной разностью температур ΔТ (см. Сверхтекучесть). Т. э. проявляется в жидком сверхтекучем гелии в различии уровней жидкости в двух сосудах, сообщающихся через узкую щель или капилляр и находящихся при разных температурах (рис., а). Другой наглядный способ демонстрации Т. э. заключается в нагреве излучением трубки, плотно набитой мелким чёрным порошком и опущенной одним концом в сверхтекучий гелий. При освещении порошок быстро нагревается, и в силу термомеханической разности давлений жидкий гелий фонтаном выбрасывается из верхнего конца капилляра (рис., б). Обратный эффект — охлаждение сверхтекучего гелия при продавливании через узкие щели или капилляры — называется механокалорическим эффектом (См. Механокалорический эффект). В рамках двухкомпонентной модели сверхтекучего гелия Т. э. можно объяснить как выравнивание концентрации сверхтекучей компоненты, свободно протекающей через щель в направлении нагретой части жидкости. В то же время поток нормальной компоненты в обратном направлении невозможен из-за проявления сил вязкости в узкой щели (см. Гелий). Термодинамика даёт для разности давлений в Т. э. соотношение Δр/ΔТ = pS, где р — плотность, S — Энтропия жидкого гелия.

Лит.: Кеезом В., Гелий, пер. с англ., М., 1949; Мендельсон К., Физика низких температур, пер. с англ., М., 1963.

И. П. Крылов.

Термомеханический эффект: а — уровень жидкости в сосуде с нагревателем Н выше, чем в сообщающемся с ним сосуде; б — фонтанирование гелия при освещении и нагреве порошка П, находящегося в сосуде со сверхтекучим гелием (В — гигроскопическая вата).