Myvideo

Guest

Login

Ячейки Бенара

Uploaded By: Myvideo
11 views
0
0 votes
0

Решил попробовать создать ячейки Бенра. Что использовал? Силиконовую смазку ПМС 100 и алюминиевую пудру. Две емкости. Одна емкость для смешивания смазки с пудрой, а вторая с горячей водой, в которую поставил ёмкость со смесью. Сначала образовалось течение к самому центру. Потом при остывании воды, которая служила как нагреватель, стали появляется структуры. Потом было принято решение вынести всё это дело на улицу. На улице из-за проветриваемости теплый воздух хорошо уносился с поверхности жидкости, из-за чего появилась четкая ячеистая структура. Данная структура называется “Ячейки Бенара“. Попробую объяснить это эффект. Температура служит управляющим параметром для самоорганизации. Плотность в смеси не равномерное и из-за подогрева, так же возникает диффузия, и при некотором параметре температуры и диффузии не появляется равномерное распределение температуры. Диффузия становится быстрее и появляться границы. На границах смесь остывает и опускается на дно, где подогревается и поднимаются вновь. Данную диффузию называют конвекцией. Конвекция это, когда нижние слои вещества нагреваются, расширяются и уменьшается плотность (если рассмотреть малый объем жидкости и подогреть его он расшириться из-за термо-расширения, следовательно, объем увеличится, а масса сохранится вследствие чего плотность в расширенном объеме станет меньше. Пример m=2 кг = V=1 куб. м. * p=2 кг/(куб. м), если объем увеличим в два раза в следствии теплового расширения V=2 куб. м., то для той же массы жидкости плотность станет в два раза меньше p=1 кг/(куб. м.) m=2 кг= V=2 куб. м. * p=1 кг/(куб. м.)) и всплывают, а верхние слои, наоборот, остывают, становятся более плотными, опускаются вниз, после чего процесс повторяется снова и снова. Так вот перенос тепла осуществляет за счет теплопроводности и конвекции. Времена для этих процессов разные. Пусть время t1 это время, при которой температура пытается выровняться за счет теплопроводности, а t2 это время при котором температура пытается выровняться за счет конвекции. Когда t1>t2, то есть за время t1 жидкость придет в терморавновесие быстрее из-за конвекции, то есть энергетически выгоднее становится для системы процесс конвекции. При изменении температуры T до значения Tкр, для системы будет выгоднее процесс конвекции, а при повышении этой температуры до следующей Tкр* процесс конвекции будет энергетически выгодно разбиение на ячеистую структуру. Системе энергетически выгодно построится в такую структуру. Где ещё может встречаться самоорганизация систем? Самоорганизация встречается в спонтанной намагниченности, в росте кристаллов, сверх проводимости, конденсация Бозе-Энштейна и в других системах схожих системах. В природе ячейки Бенара можно наблюдать на поверхность солнца.

Share with your friends

Link:

Embed:

Video Size:

Custom size:

x

Add to Playlist:

Favorites
My Playlist
Watch Later