Механокалорический эффект - явление охлаждения сверхтекучего жидкого гелия, вытекающего из сосуда через узкий капилляр под
действием разности давлений, сопровождаемое разогревом гелия, остающегося в
сосуде (см. Гелий жидкий, Сверхтекучесть). M. э. обнаружен в сверхтекучем
4He в 1939 Дж. Доун-том и К. Мендельсоном [1] (рис.). M. э. возникает
вследствие того, что топкие отверстия (для 4He диам. отверстий менее
1 мкм, для -
порядка десятка мкм) действуют как "энтропийный
фильтр", преим. пропуская сверхтекучую компоненту жидкости, не переносящую
тепла (см. квантовая теория сверхтекучести)[2]. Процесс при небольших перепадах
протекает почти обратимо и останавливается, если при разности давлений
устанавливается разность температур
такая, что
где
-
плотность гелия, S - энтропия единицы массы гелия. Обратный процесс -
возникновение разности давлений под действием разности температур в двух сообщающихся
через капилляр или разделённых пористой перегородкой сосудах со сверхтекучим
гелием - наз. термомеханическим эффектом.
Опыт Дж. Доунта и К. Мендельсона: при быстром
вытекании сверхтекучего жидкого гелия 1 из закрытого сосуда Дьюара 2 через мелкопористую пробку температура в сосуде повышалась (примерно на
0,01 К); T - термометр сопротивления, П -пробка из мелкого
корунда, С - струя гелия. Перед опытом сосуд был погружён в жидкий сверхтекучий
4Не 3.
На основе M. э. В. M. Пешковым в 1948 создан излучатель волн второго звука, представляющий собой пористую перегородку, разделяющую ванну с гелием на два объёма [3]. Периодич. изменения давления с одной стороны от перегородки вызывают появление осциллирующего противотока сверхтекучей и нормальной компонент жидкости с др. стороны перс-городки и генерируют волны второго звука (колебания температуры и энтропии). Метод Пешкова применён для обнаружения второго звука в сверхтекучем 3He-B С. T. Лу и X. Код-зимой [4], а также волн намагниченности в сверхтекучем 3He-А1 Л. P. Корруччини и Д. Ошеровым (L. R. Corruccini, D. Osherofi, 1980).
В. П. Mинеев
|
![]() |