Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Характеристики образцов и результаты измерений
*) жгут Разброс экспериментальных значений , полученных для одинаковых материалов стержней, объясняется неидентичностью условий их нагревания и неточностью оценок средней температуры в объеме образца. Использованный в экспериментах медный образец был выполнен в виде жгута склеенных эпоксидным клеем медных проволок диаметром 0,8 мм. Этим достигалось лучшее подавление нежелательных радиальных мод колебаний стержня. С целью оценки влияния на измерения тепловой конвекции медный образец помещался в теплоизолятор (стержень закрывался теплоизоляционным материалом). Остальные образцы были изготовлены в виде монолитных цилиндров с высоким качеством обработки поверхностей. Измерения масс нагреваемых ультразвуком образцов стержней выполнялись при их вертикальной и горизонтальной ориентациях. В горизонтальном положении относительное температурное изменение массы образца, как правило, было меньше, чем при вертикальной ориентации стержня. Несовпадение соответствующих значений , по-видимому, было связано с расстройкой акустического резонанса, вызванного изменением положения держателя, и изменением температуры образца, обусловленным изменением режима теплообмена у его поверхности. Эксперименты показали, что для всех исследованных образцов материалов стержней соблюдается одна и та же закономерность - заметное уменьшение массы стержней при их нагревании ультразвуком. Временная зависимость изменения масс образцов при их ультразвуковом нагреве близко соответствует временной зависимости изменения температуры образцов (см. Рис.5 и Рис.6), то есть выполняется прямая пропорциональность приращений и . Изменение во времени массы образца, нагреваемого в герметически закрытом дьюаре, подтверждает это заключение; медленное изменение температуры в дьюаре после выключения ультразвука (Рис.8) характерно в условиях высокой теплоизоляции нагретого тела. Из перечисленных в начале предыдущего раздела возможных причин кажущегося изменения массы нагретого образца ниболее существенная - тепловая конвекция, обусловленная разностью температур поверхности взвешиваемого стержня и воздуха в витрине весов. Этот вопрос подробно проанализирован в работе [37], согласно которой обусловленное конвекцией кажущееся изменение массы стержня диаметром 8 мм и длиной 140 мм на величину, например, 10 мг достигается при разности температур поверхности стержня и воздуха более 800 . Очевидно, тепловая конвекция не может быть причиной большого, до 15-16 мг, изменения масс образцов, наблюдаемого в описываемых экспериментах; близость значений , рассчитанных по результатам взвешивания латунного образца в открытом держателе и в дьюаре, подтверждает это заключение. Другими возможными причинами температурной зависимости измеряемой массы образцов, наряду с отмеченными выше, могут быть особенности тепломассобмена в ультразвуковом поле вблизи образца, акустические течения, действие тепла и ультразвука на механизм весов. Эти факторы принципиально оказывают влияние на результаты взвешивания, однако, такое влияние невелико и должно носить выраженный случайный характер. При имевших место в описываемых экспериментах относительно небольших уровнях мощности ультразвука и температуры измерений указанные ультразвуковые эффекты не объясняют наблюдаемое в опытах регулярное, устойчивое и значительное по величине температурное уменьшение масс образцов. Характерно, что изменение масс образцов происходит сравнительно долгое время и после выключения ультразвука, что подтверждает определяющую роль температуры тел в рассматриваемых явлениях. С учетом сказанного есть основания предположить, что причиной наблюдаемого изменения массы нагретых ультразвуком металлических образцов является температурная зависимость силы тяготения. Температурное относительное изменение кажущейся массы образца удовлетворительно описывается формулой (16), полагая в ней ; соответствующие экспериментальные значения коэффициентов приведены в Таблице 2. Таблица 2. Экспериментальные значения коэффициента
Погрешность приводимых в Таблице 2 результатов составляет десятки процентов, тем не менее, знак и порядок величины коэффициентов , по-видимому, определен правильно. Последующие высокоточные измерения температурной зависимости веса образцов металлов различного состава позволят получить более достоверные данные температурных коэффициентов. Обстоятельство, что коэффициенты минимальны для тяжелых и вязких материалов (свинец) и принимают большие значения для легких упругих сред (дюралюминий), согласуется с физическим смыслом постоянной в формуле (15). Тот факт, что изменение ориентации стержня с возбужденной в нем продольной акустической волной не приводит к нулевому эффекту , указывает на преобладающую роль при изменении массы образца именно высокочастотных тепловых колебаний составляющих его частиц, характеризуемых распределением . В большей степени на ориентационную зависимость коэффициента должна влиять анизотропия распределения , свойственная монокристаллическим средам. Сравнительно низкочастотные акустические колебания в стержне при больших амплитудах также могут давать заметный вклад в изменение массы образца, особенно при резонансе колебаний, когда амплитуда колебаний максимальна.
|