Verbum

КІПЕ́ННЕ,

пераход вадкасці ў пару, які адбываецца з утварэннем у аб’ёме вадкасці бурбалак пары; адзін з фазавых пераходаў I роду. Пры К. бурбалкі павялічваюцца ў аб’ёме ў выніку выпарэння вадкасці ў поласць бурбалак, усплываюць на паверхню вадкасці, а насычаная пара, што ў іх знаходзіцца, пераходзіць у паравую фазу над паверхняй вадкасці. К. пачынаецца, калі ціск насычанай пары ў бурбалках дасягае значэння знешняга ціску, і можа адбывацца ва ўсім тэмпературным інтэрвале раўнавагі вадкасці і пары (паміж трайным пунктам і крытычным станам).

Для падтрымання К. да вадкасці неабходна падводзіць некаторую колькасць цеплаты, якая ідзе на параўтварэнне і на работу пары супраць знешняга ціску. Значэнне тэмпературы кіпення вадкасці залежыць ад яе хім. прыроды і знешняга ціску, з павелічэннем якога т-ра К. павялічваецца. К. можна выклікаць таксама памяншэннем знешняга ціску пры пастаяннай т-ры, што тлумачыцца з’явай кавітацыі. Залежнасць т-ры К. ад знешняга ціску ляжыць у аснове вызначэння бараметрычнага ціску. Выкарыстоўваецца ў розных тэхн. і тэхнал. працэсах (атрыманне вадзяной пары ў паравых катлах, выпарванне, рэктыфікацыя, кансерваванне, атрыманне нізкіх т-р і інш.).

А.​І.​Болсун.

т. 8, с. 272

НЕРНСТ ((Nernst) Вальтэр Фрыдрых Герман) (25.6.1864, г. Вамбжэзьна Куяўска-Паморскага ваяв., Польшча — 18.11.1941),

нямецкі фізік і фізікахімік, адзін са стваральнікаў фізічнай хіміі. Чл. Берлінскай АН (1905), Лонданскага каралеўскага т-ва (1932). Замежны ганаровы чл. АН СССР (1926). Скончыў Вюрцбургскі ун-т (1887). З 1891 праф. Гётынгенскага ун-та, у 1902—33 праф. і адначасова дырэктар Ін-та хіміі (1905—22), Ін-та фізікі (1924—33) Берлінскага ун-та. Навук. працы па фізіцы нізкіх тэмператур, тэрмадынаміцы, тэорыі раствораў, хім. кінетыцы, электрахіміі. Сфармуляваў трэці закон тэрмадынамікі (гл. Нернста тэарэма), адкрыў адну з тэрмамагн. з’яў (гл. Нернста—Этынгсгаўзена эфект). Распрацаваў дыфузійную тэорыю гетэрагенных хім. рэакцый на мяжы падзелу фаз (1904). Атрымаў ураўненне залежнасці электроднага патэнцыялу ад тэрмадынамічнай актыўнасці ўдзельнікаў электрахім. рэакцыі (ураўненне Н., 1888). Нобелеўская прэмія 1920.

Тв.:

Рус. пер. — Теоретическая химия с точки зрения закона Авогадро и термодинамики. СПб., 1904.

Літ.:

Гельфер Я.М. История и методология термодинамики и статистической физики. 2 изд. М., 1981;

Льоцци М. История физики: Пер. с итал. М., 1970.

А.​І.​Болсун.

т. 11, с. 293

НІВА́ЛЬНЫ ПО́ЯС,

самы верхні прыродны вышынны пояс гор і палярных абласцей, размешчаны вышэй снегавой лініі. Найб. вышыні ніжняй мяжы пояса ў пустынных гарах Цэнтр. Азіі і ў Андах (больш за 6500 м); у Антарктыдзе і Грэнландыі нярэдка апускаецца да ўзроўню мора. Для Н.п. характэрны ледавікі і снежнікі, ледавіковыя формы рэльефу (кары, трогі, свежыя марэны і інш.), скалы і восыпы, нівальны клімат. Вял. намнажэнні снегу пры шматгадовым захаванні паступова пераходзяць у фірн і глетчарны лёд. Інтэнсіўнасць раставання і выпарэння залежаць ад сонечнай радыяцыі і экспазіцыі схілу. На стромкіх схілах снег і лёд перыядычна сыходзяць уніз у выглядзе снежных лавін і ледавікоў. На паўд. схілах, дзе хутка ідзе раставанне снегу, агаляюцца горныя пароды і інтэнсіўна развіваюцца працэсы фізічнага (у асн. марознага) выветрывання. Ідзе разбурэнне парод з утварэннем грубых абломкаў, якія намнажаюцца ў больш нізкіх месцах. Раслінны і жывёльны свет Н.п. бедны. Сярод раслін пераважаюць лішайнікі, што пакрываюць паверхню скал і валуноў, разбураюць іх і ўтвараюць прымітыўныя глебы. У ніжнія гарызонты пояса могуць пранікаць нізкарослыя экземпляры раслін з інш. паясоў. З вышэйшых жывёл трапляюцца залётныя птушкі.

В.​С.​Аношка.

т. 11, с. 310

ПЛА́НКА ЗАКО́Н ВЫПРАМЯНЕ́ННЯ, формула Планка,

закон размеркавання энергіі ў спектры раўнаважнага выпрамянення пры пэўнай т-ры; адзін з асн. законаў цеплавога выпрамянення. Тэарэтычна выведзены М.Планкам (1900) на аснове гіпотэзы квантавання энергіі выпрамянення.

Паводле П.З.В. выпрамяняльная здольнасць u_v,T абсалютна чорнага цела ў залежнасці ад частаты ϴ і абс. т-ры T вызначаецца формулай $u_{v,T}=2h{v}^3/c^2\bullet 1/\text{(}{e}^{hv/kT}-1\text{)}$ , дзе h — Планка пастаянная, k — Больцмана пастаянная, c — скорасць святла ў вакууме. Пры высокіх частотах (hv ≫ kT) з П.з.в. вынікае Віна закона выпрамянення, пры нізкіх частотах (hv ≪ kT) — Рэлея—Джынса закон выпрамянення, пасля інтэгравання па частотах ад 0 да ∞ атрымліваецца Стэфана—Больцмана закон выпрамянення. На аснове П.з.в. вызначаны фіз. пастаянныя h і k, распрацаваны метады вызначэння т-ры нагрэтых цел (напр., паверхняў Сонца і зорак), ім карыстаюцца пры разліках энергет. характарыстык крыніц святла. П.з.в. — асобны выпадак Бозе—Эйнштэйна размеркавання часціц з нулявой масай спакою (фатонаў), ён стаў адной з перадумоў стварэння квантавай механікі. Гл. таксама Кірхгофа закон выпрамянення.

т. 12, с. 408

НІ́ЗКІЯ ТЭМПЕРАТУ́РЫ.

крыягенныя тэмпературы, тэмпературы ніжэй за 120 К. Т-ры. меншыя за 0,3 К, адносяць да звышнізкіх. Пры Н.т., асабліва блізкіх да абсалютнага нуля, цеплавы рух атамаў рэчыва памяншаецца і пачынаюць праяўляцца яго квантавыя ўласцівасці (напр., звышправоднасць, звышцякучасць). Пры Н.т. стан цвёрдага рэчыва разглядаецца як упарадкаваны, што дазваляе апісваць яго ўласцівасці з дапамогай квазічасціц. Кандэнсаваны (вадкі або цвёрды) стан рэчыва пры Н.т. вывучае фізіка нізкіх тэмператур. Эфекты, што праяўляюцца пры Н.т., выкарыстоўваюць у касм. матэрыялазнаўстве, крыябіялогіі, крыяэлектроніцы і інш.

Атрыманне Н.т. заснавана на звадкаванні газаў у спец. устаноўках — звадкавальніках, дзе моцна сціснуты газ пры расшырэнні да звычайнага ціску ахаладжаецца і кандэнсуецца (паводле Джоўля—Тамсана эфекту). Як холадаагенты выкарыстоўваюць паветра, азот, неон, вадарод, гелій (т-ра кіпення Т_н = 4,2 К). Для падтрымання Н.т. Т_н холадаагента павінна быць пастаяннай пад атм. ціскам, для чаго выкарыстоўваюць спец. тэрмастаты. Адпампоўваннем газу, што выпараецца, з герметызаванай пасудзіны памяншаюць ціск над вадкасцю і гэтым зніжаюць т-ру яе кіпення. Так дасягаюцца Н.т.: ад 77 да 63 К пры дапамозе вадкага азоту, ад 27 да 24 К — вадкага неону, ад 20 да 14 К — вадкага вадароду, ад 4,2 да 1 К — вадкага гелію. Пры больш нізкіх т-рах вадкія газы цвярдзеюць і страчваюць ахаладжальныя якасці (за выключэннем ізатопа гелію ​⁴Не, які застаецца вадкім амаль да абс. нуля). Метадам адыябатычнага размарожвання парамагнітных солей дасягаюць т-ры 10​⁻³ К, гэтым жа метадам з выкарыстаннем ядзернага парамагнітнага рэзанансу ў сістэме атамных ядраў дасягнута т-ра 10​⁻⁶ К. Т-ры парадку 10​⁻³ К атрымліваюць таксама больш зручным метадам — растварэннем вадкага ​³Не у вадкім ​⁴Не. Вымярэнне Н.т. да 1 К ажыццяўляюць газавым тэрмометрам. У дыяпазоне 0,3—5,2 К нізкатэмпературная тэрмаметрыя засн. на залежнасці ціску насычаных пароў гелію ад т-ры. У практычнай тэрмаметрыі выкарыстоўваюць пераважна тэрмометры супраціўлення.

На Беларусі даследаванні з выкарыстаннем Н.т. вядуцца з 1964 у Ін-це фізікі цвёрдага цела і паўправаднікоў, з 1980-х г. — у Цэнтры крыягенных даследаванняў пры гэтым ін-це (В.​І.​Гасцішчаў, С.​Я.​Дзям’янаў і інш.), а таксама ў інш. ін-тах Нац. АН, БДУ.

Літ.:

Лоунасмаа О.В. Принципы и методы получения температур ниже 1 К: Пер. с англ. М., 1977;

Капица П.Л. Физика и техника низких температур: Науч. тр. М., 1989;

Вепшек Я. Измерение низких температур электрическими методами: Пер. с чеш. М. 1980.

С.​Я.​Дзям’янаў.

т. 11, с. 331

ЗВЫШПРАВО́ДНАСЦЬ,

з’ява скачкападобнага знікнення эл. супраціўлення ў некаторых праводзячых матэрыялах пры ахаладжэнні іх ніжэй за т.зв. крытычную тэмпературу. Адкрыта нідэрл. фізікам Г.​Камерлінг-Онесам (1911).

Крытычныя т-ры T_k традыцыйных звышправаднікоў знаходзяцца ў інтэрвале 0,1—23 К. Вынікам адсутнасці супраціўлення з’яўляецца існаванне незатухальных токаў: у замкнутым току, наведзеным у кольцы са звышправадніка, доўгі час адсутнічаюць прыкметы затухання. З. суправаджаецца ідэальным дыямагнетызмам: магн. поле не пранікае ў тоўшчу звышправадніка, калі напружанасць поля не перавышае некаторае крытычнае значэнне (эфект Майснера). Адваротны пераход са звышправоднага стану ў нармальны (з канечным значэннем эл. супраціўлення) адбываецца пры павелічэнні т-ры або пры накладанні магутнага магн. поля. З. абумоўлена звышцякучасцю электронаў праводнасці, якая ўзнікае пры нізкіх т-рах дзякуючы ўтварэнню звязаных пар электронаў з процілеглымі спінамі — купераўскіх пар. Такія пары маюць нулявы спін і падпарадкоўваюцца Бозе—Эйнштэйна статыстыцы. Пры T<T_k адбываецца т.зв. бозе-кандэнсацыя купераўскіх пар. Гл. таксама Высокатэмпературная звышправоднасць, Купера эфект.

Літ.:

Буккель В. Сверхпроводимость: Пер. с нем. М., 1975;

Вонсовский С.В., Изюмов Ю.А., Курмаев Э.З. Сверхпроводимость переходных металлов, их сплавов и соединений. М., 1977;

Дмитренко И.М. В мире сверхпроводимости. Киев, 1981.

Л.​І.​Камароў.

т. 7, с. 41

КАНДЭНСА́ЦЫЯ (ад позналац. condensatio ушчыльненне, згушчэнне),

пераход рэчыва з газападобнага стану ў вадкі або крышталічны. Адбываецца пры т-рах, меншых за крытычную тэмпературу, і адносіцца да фазавых пераходаў першага роду.

Пры К. ў інтэрвале т-р ад крытычнай да т-ры трайнога пункта рэчыва пераходзіць у вадкі стан (адваротны працэс — выпарэнне або кіпенне), пры больш нізкіх т-рах — у крышталічны (адваротны працэс — сублімацыя). Суправаджаецца вылучэннем цеплаты параўтварэння або сублімацыі (узгонкі). Для раўнаважнай К. неабходна прысутнасць кандэнсаванай фазы (вадкасць, крышталі) або т.зв. цэнтраў К. (напр., пылінкі). На нязмочвальных паверхнях вадкая фаза выпадае ў выглядзе кропель (кропельная К.), на поўнасцю змочвальных — у выглядзе плёнак (плёначная К.). Выкарыстоўваецца ў энергетыцы (цеплаабменныя апараты), у хім. тэхналогіі для раздзялення шматкампанентных газавых сумесей на фракцыі (фракцыйная К.), у апрасняльных устаноўках, халадзільнай і крыягеннай тэхніцы.

К. вадзяной пары ў атмасферы, працэс пераходу вадзяной пары, якая знаходзіцца ў паветры, у вадкі або цвёрды стан з утварэннем кропель і крышталёў воблакаў і туманаў, а таксама з вылучэннем вады і лёду на наземных прадметах. Адбываецца на ядрах кандэнсацыі пры ахаладжэнні паветра да пункта расы, у выніку яго цеплаабмену з зямной паверхняй.

т. 7, с. 583

АЛЮМІ́НІЕВЫЯ СПЛА́ВЫ,

сплавы на аснове алюмінію з дабаўкамі іншых элементаў (медзі, магнію, цынку, крэмнію, марганцу, літыю, кадмію, цырконію, хрому). Адметныя малой шчыльнасцю (да 3∙10​³ кг/м³), высокімі мех. ўласцівасцямі, каразійнай устойлівасцю, высокай цепла- і электраправоднасцю, трываласцю і пластычнасцю пры нізкіх т-рах. Лёгка апрацоўваюцца рэзаннем і зварваюцца кантактнай зваркай (некаторыя плаўленнем), на вырабы з іх лёгка наносяцца ахоўныя і дэкар. пакрыцці.

Разнастайнасць уласцівасцяў алюмініевых сплаваў звязана з увядзеннем пэўных прысадак, якія ўтвараюць з алюмініем цвёрдыя растворы і інтэрметаліды і з’яўляюцца ўмацавальнай фазай сплаваў. Найб. пашыраны сплавы Al—Cu—Mg (дзюралюміны), Al—Mg (магналіі), Al—Si (сілуміны), Al—Mg—Si (авіялі), высокатрывалыя Al—Zn—Mg—Cu, крыягенныя і гарачатрывалыя Al—Cu—Mn, сплавы з нізкай шчыльнасцю Al—Mg—Li, Al—Cu—Li, Al—Cu—Mg—Li, парашковыя і грануляваныя. Алюмініевыя сплавы падзяляюцца на дэфармавальныя, ліцейныя і спечаныя. З дэфармавальных пракатваннем, прасаваннем, коўкай ці штампоўкай, валачэннем атрымліваюць пліты, лісты, профілі, пруткі, накоўкі, дрот. З ліцейных алюмініевых сплаваў вырабляюць фасонныя адліўкі метадамі ліцця ў земляныя, коркавыя ці метал. кокільныя) формы, а таксама ліцця пад ціскам. Спечаныя алюмініевыя сплавы атрымліваюць метадамі парашковай металургіі. Алюмініевыя сплавы выкарыстоўваюць у авіяц. прам-сці, судна- і прыладабудаванні, аўтамаб., электратэхн. вытв-сці, буд-ве, у вытв-сці быт. вырабаў.

т. 1, с. 292

ГАЗ (франц. gaz ад грэч. chaos хаос),

агрэгатны стан рэчыва, у якім слаба звязаныя малекулярнымі сіламі часціцы рухаюцца свабодна і пры адсутнасці знешніх палёў раўнамерна запаўняюць увесь дадзены ім аб’ём. Газ, у якім энергію ўзаемадзеяння паміж часціцамі можна не ўлічваць, наз. ідэальным газам. Яго стан апісваецца Клапейрона—Мендзялеева ўраўненнем.

Рэальныя газы пры звычайных умовах мала адрозніваюцца ад ідэальнага, а пры памяншэнні ціску і павышэнні т-ры па ўласцівасцях набліжаюцца да яго; часцей іх стан апісваецца Ван-дэр-Ваальса ўраўненнем. Пры паніжэнні т-ры газы дасягаюць крытычнага стану, пры далейшым ахаладжэнні і павышэнні ціску адбываецца звадкаванне газаў. Калі рух часціц падпарадкоўваецца законам класічнай механікі, газ наз. нявыраджаным (рэальныя газы), а калі квантавыя ўласцівасці часцінак газа пераважаюць — выраджаным (электронны газ у металах пры тэмпературах, блізкіх да 0 К). Пры нізкіх т-рах газы добрыя дыэлектрыкі, але пры пэўных умовах могуць праводзіць эл. ток (гл. Электрычныя разрады ў газах). Мех. ўласцівасці газаў вывучаюцца ў газавай дынаміцы і аэрадынаміцы. Газы складаюць асн. масу атмасферы, пашыраны ў зямной кары, маюць вял. значэнне ў існаванні жывых арганізмаў (гл., напр., Дыханне, Газаабмен) і біягеахімічным кругавароце рэчываў, газы прыродныя гаручыя — кашт. сыравіна для хім. і газавай прам-сці, крыніца забеспячэння разнастайных бытавых, тэхн. і інш. патрэб гаспадаркі.

А.​І.​Болсун.

т. 4, с. 423