Введите слово или словосочетание на любом языке 👆
Язык:
Перевод и анализ слов искусственным интеллектом ChatGPT
На этой странице Вы можете получить подробный анализ слова или словосочетания, произведенный с помощью лучшей на сегодняшний день технологии искусственного интеллекта:
- как употребляется слово
- частота употребления
- используется оно чаще в устной или письменной речи
- варианты перевода слова
- примеры употребления (несколько фраз с переводом)
- этимология
Что (кто) такое Поверхностный слой - определение
Поверхность (химия); Поверхностный слой; Межфазовый поверхностный слой; Межфазная граница
Найдено результатов: 98
Поверхностный слой
тонкий слой вещества близ поверхности соприкосновения двух фаз (тел, сред), отличающийся по свойствам от веществ в объёме фаз. Особые свойства П. с. обусловлены сосредоточенным в нём избытком свободной энергии (см. Поверхностная энергия, Поверхностное натяжение), а также особенностями его строения и состава. П. с. на границе конденсированных фаз часто называют межфазным слоем. Толщина П. с. зависит от разности плотностей фаз, интенсивности и типа межмолекулярных взаимодействий в граничной зоне, температуры, давления, химических потенциалов и др. термодинамических параметров системы. В одних случаях она не превышает толщины мономолекулярного слоя, в других - достигает десятков и сотен молекулярных размеров. Так, П. с. жидкостей вблизи критических температур смешения могут иметь толщину 1000 Å (100 нм) и более. П. с., образованный молекулами (или ионами) адсорбированного вещества, называется адсорбционным слоем. Особенно резко изменяются состав и свойства П. с. при адсорбции поверхностно-активных веществ. Адсорбционное, хемосорбционное и химическое воздействия на П. с. твёрдого тела могут вызвать его лиофилизацию или лиофобизацию (см. Лиофильность и лиофобность), привести к понижению его прочности (см. Ребиндера эффект) или, наоборот, повысить механические характеристики. Состояние П. с. различных конструкционных, радиотехнических и др. материалов сильно отражается на их эксплуатационно-технических и технологических характеристиках. Со свойствами П. с. связаны многообразные Поверхностные явления в окружающем нас мире.
Л. А. Шиц.
СКИН-ЭФФЕКТ
![тока Фуко]], причём на поверхности проводника вихревой ток направлен по направлению тока проводника, а внутри проводника — противоположно. Это явление снижает ток в сердцевине проводника и увеличивает поверхностный ток.](https://commons.wikimedia.org/wiki/Special:FilePath/Skineffect reason.svg?width=200 "тока Фуко]], причём на поверхности проводника вихревой ток направлен по направлению тока проводника, а внутри проводника — противоположно. Это явление снижает ток в сердцевине проводника и увеличивает поверхностный ток.")
(от англ. skin - кожа, оболочка), (поверхностный эффект), неоднородное распределение переменного тока и связанного с ним электромагнитного поля по сечению проводника. При достаточно высоких частотах ток течет в основном в тонком поверхностном слое проводника (скин-слое) и практически отсутствует в глубине.
Скин-эффект
(от англ. skin - кожа, оболочка)
, 
поверхностный эффект, затухание электромагнитных волн по мере их проникновения в глубь проводящей среды, в результате которого, например, переменный ток по сечению проводника или переменный магнитный поток по сечению магнитопровода распределяются не равномерно, а преимущественно в поверхностном слое. С.-э. обусловлен тем, что при распространении электромагнитной волны в проводящей среде возникают Вихревые токи, в результате чего часть электромагнитной энергии преобразуется в теплоту. Это и приводит к уменьшению напряжённостей электрического и магнитного полей и плотности тока, т. е. к затуханию волны.
Чем выше частота ν электромагнитного поля и больше магнитная проницаемость μ проводника, тем сильнее (в соответствии с Максвелла уравнениями) вихревое электрическое поле, создаваемое переменным магнитным полем, а чем больше проводимость а проводника, тем больше плотность тока и рассеиваемая в единице объёма мощность (в соответствии с законами Ома и Джоуля - Ленца). Т. о., чем больше ν, μ и σ, тем сильнее затухание, т. е. резче проявляется С.-э.
В случае плоской синусоидальной волны, распространяющейся вдоль оси х в хорошо проводящей, однородной, линейной среде (токами смещения по сравнению с токами проводимости можно пренебречь), амплитуды напряжённостей электрического и магнитного полей затухают по экспоненциальному закону:
где
- коэффициент затухания, μ0 -Магнитная постоянная. На глубине х = δ = 1/α амплитуда волны уменьшается в е раз. Это расстояние называется глубиной проникновения или толщиной скин-слоя. Например, при частоте 50 гц в меди (σ = 580 ксим/см; μ = 1) σ = 9,4 мм, в стали (α = 100 ксим/см, (μ = 1000) δ = 0,74 мм. При увеличении частоты до 0,5 Мгц δ уменьшится в 100 раз. В идеальный проводник (с бесконечно большой проводимостью) электромагнитная волна вовсе не проникает, она полностью от него отражается. Чем меньше расстояние, которое проходит волна, по сравнению с δ, тем слабее проявляется С.-э.
Для проводников при сильно выраженном С.-э., когда радиус кривизны сечения провода значительно больше δ и поле в проводнике представляет собой плоскую волну, вводят понятие поверхностного сопротивления проводника Zs (поверхностного импеданса). Его определяют как отношение комплексной амплитуды (См. Комплексная амплитуда) падения напряжения на единицу длины проводника к комплексной амплитуде тока, протекающего через поперечное сечение скин-слоя единичной длины. Комплексное сопротивление на единицу длины проводника:
где R0 - активное сопротивление проводника, определяющее мощность потерь в нём, X0 - индуктивное сопротивление, учитывающее индуктивность проводника, обусловленную магнитным потоком внутри проводника, lc - периметр поперечного сечения скин-слоя, ω = 2πν; при этом R0 = X0. При сильно выраженном С.-э. поверхностное сопротивление совпадает с волновым сопротивлением (См. Волновое сопротивление) проводника и, следовательно, равно отношению напряжённости электрического поля к напряжённости магнитного поля на поверхности проводника.
В тех случаях, когда длина свободного пробега l носителей тока становится больше толщины δ скин-слоя (например, в очень чистых металлах при низких температурах), при сравнительно высоких частотах С.-э. приобретает ряд особенностей, благодаря которым он получил название аномального. Поскольку поле на длине свободного пробега электрона неоднородно, ток в данной точке зависит от значения электрического поля не только в этой точке, но и в её окрестности, имеющей размеры порядка l Поэтому при решении уравнений Максвелла вместо закона Ома приходится использовать для вычисления тока кинетическое уравнение Больцмана. Электроны при аномальном С.-э. становятся неравноценными с точки зрения их вклада в электрический ток; при l >> δ основной вклад вносят те из них, которые движутся в скин-слое параллельно поверхности металла или под очень небольшими углами к ней и проводят, т. о., больше времени в области сильного поля (эффективные электроны). Затухание электромагнитной волны в поверхностном слое по-прежнему имеет место, но количественные характеристики у аномального С.-э. несколько иные. Поле в скин-слое затухает не экспоненциально (R0/X0= 
).
В инфракрасной области частот электрон за период изменения поля может не успеть пройти расстояние l. При этом поле на пути электрона за период можно считать однородным. Это приводит опять к закону Ома, и С.-э. снова становится нормальным. Т. о., на низких и очень высоких частотах С.-э. всегда нормальный. В радиодиапазоне в зависимости от соотношений между / и δ могут иметь место нормальный и аномальный С.-э. Всё сказанное справедливо, пока частота со меньше плазменной: ω < ω0 ≈(4πne2/m)1/2 (n - концентрация свободных электронов, е - заряд, m - масса электрона) (относительно более высоких частот см. ст. Металлооптика).
С.-э. часто нежелателен. В проводах переменный ток при сильном С.-э. протекает главным образом по поверхностному слою; при этом сечение провода не используется полностью, сопротивление провода и потери мощности в нём при данном токе возрастают. В ферромагнитных пластинах или лентах магнитопроводов трансформаторов, электрических машин и других устройств переменный магнитный поток при сильном С.-э. проходит главным образом по их поверхностному слою; вследствие этого ухудшается использование сечения магнитопровода, возрастают намагничивающий ток и потери в стали. "Вредное" влияние С.-э. ослабляют уменьшением толщины пластин или ленты, а при достаточно высоких частотах - применением магнитопроводов из магнитодиэлектриков (См. Магнитодиэлектрики).
С др. стороны, С.-э. находит применение в практике. На С.-э. основано действие электромагнитных экранов. Так для защиты внешнего пространства от помех, создаваемых полем силового трансформатора, работающего на частоте 50 гц, применяют экран из сравнительно толстой ферромагнитной стали; для экранирования катушки индуктивности, работающей на высоких частотах, экраны делают из тонкого слоя Al. На С.-э. основана высокочастотная поверхностная закалка стальных изделий (см. Индукционная нагревательная установка).
Лит.: Нетушил А. В., Поливанов К. М., Основы электротехники, т. 3, М., 1956; Поливанов К. М., Теоретические основы электротехники, ч. 3 - Теория электромагнитного поля, М., 1975; Нейман Л. Р., Поверхностный эффект в ферромагнитных телах, Л. - М., 1949. См. также лит. при ст. Металлы.
И. Б. Негневицкий.
СКИН-ЭФФЕКТ
скин-эффекта, м. физ.
1. Явление протекания тока высокой частоты не по всему сечению сплошного проводника, а пре-имущ. по его поверхностному слою.
2. Усиление магнитного поля в поверхностных слоях тел, намагничиваемых переменным магнитным полем.
Кипящий слой
![псевдоожижения]].<!-- : Distributor — распределитель потока газа; Gas bubble — пузырьки газа; Solid paticle — твёрдые частицы; Solid — твёрдая фаза -->](https://commons.wikimedia.org/wiki/Special:FilePath/Fluidized Bed Reactor Graphic-ru.svg?width=200 "псевдоожижения]].<!-- : Distributor — распределитель потока газа; Gas bubble — пузырьки газа; Solid paticle — твёрдые частицы; Solid — твёрдая фаза -->")
Кипя́щий слой создаётся в тех случаях, когда некоторое количество твёрдых частиц находится под воздействием восходящего потока газа (обычно воздуха) или смеси из газа и жидкости, благодаря чему твёрдые частицы находятся в парящем состоянии. Такая гетерофазная система ведёт себя подобно жидкости.
КИПЯЩИЙ СЛОЙ
см. Псевдоожижение.
Перемешанный слой
Перемешанный слой (Квазиоднородный слой) в океанологии и лимнологии — это слой, в котором активная турбулентность гомогенизировала параметры среды (чаще всего рассматриваются температура и солёность) на определённом интервале глубин. Поверхностный перемешанный слой — это слой, где данная турбулентность вызывается ветрами, охлаждением или такими процессами, как испарение или формирование льда, которое приводит к увеличению солёности и, следовательно, к увеличению конвекции, которая и перемешивает нижележащие слои.
Кипящий слой
псевдоожиженный слой, состояние слоя зернистого сыпучего материала, при котором под влиянием проходящего через него потока газа или жидкости (сжижающих агентов) частицы твёрдого материала интенсивно перемещаются одна относительно другой. В этом состоянии слой напоминает кипящую жидкость, приобретая некоторые её свойства, и его поведение подчиняется законам гидростатики. В К. с. достигается тесный контакт между зернистым материалом и сжижающим агентом, что делает эффективным применение К. с. в аппаратах химической промышленности, где необходимо взаимодействие твёрдой и текучей фаз (диффузионные, каталитические процессы и др.).
Переход неподвижного слоя в кипящий происходит при такой скорости ожижающего агента, когда гидродинамическое давление потока Р уравновешивает силу тяжести G, действующую на частицы. При дальнейшем увеличении скорости слой вначале расширяется при неизменном гидравлическом сопротивлении, а при достижении условия P>G частицы начинают выноситься из слоя. На приведена диаграмма, характеризующая зависимость перепада давления в слое ΔР от скорости движения сжижающего агента ω0. Пока слой неподвижен, Р возрастает при увеличении ω0 (участок АВ). После точки В, соответствующей переходу слоя в кипящее состояние, сопротивление слоя не изменяется при росте скорости (участок ВС). После точки С, соответствующей началу уноса частиц твердого материала, сопротивление слоя падает. Скорости ожижающего агента, соответствующие точкам В и С, называются скоростью псевдоожижения (ω'0) и скоростью уноса (ω"0). Отношение W= ω''0/ ω'0 называется числом псевдоожижения. Оно характеризует интенсивность перемешивания частиц в К. с. Наиболее интенсивному перемешиванию соответствует W=2, при дальнейшем росте W слой становится неоднородным: происходит прорыв крупных пузырей газа через него и начинается интенсивное выбрасывание частиц в пространство над его поверхностью. Возможно также образование газовых пробок. К. с. характеризуется постоянством температуры по высоте и сечению, даже если в нём протекают процессы с большим тепловым эффектом, а также высокими значениями коэффициента теплопередачи к поверхностям теплообмена.
Аппараты с К. с. широко применяются в промышленности благодаря простоте устройства, интенсивности действия, лёгкости благодаря простоте устройства, интенсивности действия, легкости автоматизации, относительно небольшому гидравлическому сопротивлению слоя (независимо от скорости ожижающего агента. Помимо осуществления химических процессов, их используют для адсорбции веществ из газов и жидкостей, теплообмена, сушки твердого материала, а также для его перемешивания, классификации и транспортировки. Примером, наглядно демонстрирующим работу аппарата с К. с., является действие установки для сушки в К. с. (). Воздух поступает через фильтр 1 и калорифер 2 в сушильную камеру 3, где создаётся К. с. материала, подаваемого шнеком 4. После обеспыливания в циклоне 5 и очистки в фильтре 6 воздух выбрасывается в атмосферу вентилятором 7. Высушенный материал переливается через порог 8 и удаляется из аппарата. Другим примером аппаратов такого типа является Кипящего слоя печь.
К недостаткам аппаратов с К. с. относятся истирание частиц твёрдого материала, унос их потоком сжижающего агента, эрозия аппаратуры, ограниченный диапазон скоростей сжижающего агента.
Лит.: Гельперин Н. И., Айнштейн В. Г., Кваша В. Б., Основы техники псевдоожижения, М., 1967; Забродский С. С., Гидродинамика и теплообмен в псевдоожиженном (кипящем) слое, М. - Л., 1963; Лева М., Псевдоожижение, пер. с англ., М., 1961.
В. Л. Пебалк.
Рис. 1 к ст. Кипящий слой.
Рис. 2 к ст. Кипящий слой.
Поверхностный интеграл
интеграл от функции, заданной на какой-либо поверхности. К П. и. приводит, например, задача вычисления массы, распределённой по поверхности S с переменной поверхностной плотностью f (M). Для этого разбивают поверхность на части s1, s2,..., sn и выбирают в каждой из них по точке Mi. Если эти части достаточно малы, то их массы приближённо равны f (Mi) si, а масса всей поверхности будет равна 
. Это значение тем ближе к точному, чем меньше части si. Поэтому точное значение массы поверхности есть
где предел берётся при условии, что размеры всех частей si (и их площади) стремятся к нулю. К аналогичным пределам приводят и другие задачи физики. Эти пределы называют П. и. первого рода от функции f (M) по поверхности S и обозначают
Их вычисление приводится к вычислению двойных интегралов (см. Кратный интеграл).
В некоторых задачах физики, например при определении потока жидкости через поверхность S, встречаются пределы аналогичных сумм с той лишь разницей, что вместо площадей самих частей стоят площади их проекций на три координатные плоскости. При этом поверхность S предполагается ориентированной (т. е. указано, какое из направлений нормалей считается положительным) и площадь проекции берётся со знаком + или - в зависимости от того, является ли угол между положительным направлением нормали и осью, перпендикулярной плоскости проекций, острым или тупым. Пределы сумм такого вида называют П. и. второго рода (или П. и. по проекциям) и обозначают
В отличие от П. и. первого рода, знак П. и. второго рода зависит от ориентации поверхности S.
М. В. Остроградский установил важную формулу, связывающую П. и. второго рода по замкнутой поверхности S с тройным интегралом по ограниченному ею объёму V (см. Остроградского формула). Из этой формулы следует, что если функции Р, Q, R имеют непрерывные частные производные и в объёме V выполняется тождество
то П. и. второго рода по всем поверхностям, содержащимся в V и имеющим один и тот же контур, равны между собой. В этом случае можно найти такие функции P1, Q1, R1, что
Стокса формула выражает криволинейный интеграл по замкнутому контуру через П. и. второго рода по ограниченной этим контуром поверхности.
Лит.: Никольский С. М., Курс математического анализа, т. 2, М., 1973: Ильин В. А., Позняк Э. Г., Основы математического анализа, ч. 2, М., 1973; Кудрявцев Л. Д., Математический анализ, 2 изд., т. 2, М., 1973.
ПОВЕРХНОСТНЫЙ ИНТЕГРАЛ
интеграл от функции, заданной на какой-либо поверхности. При некоторых условиях его можно свести к тройному интегралу (Остроградского формула).
Википедия
Поверхность раздела фаз
Пове́рхность разде́ла фаз — граничная поверхность между любыми двумя контактирующими фазами термодинамической системы. Например, в трёхфазной системе лёд — вода — воздух существуют три поверхности раздела (между льдом и водой, между льдом и воздухом, между водой и воздухом), вне зависимости от того, сколько кусков льда имеется в системе.
Поверхность раздела может иметь сложную конфигурацию (например, в случае газожидкостной эмульсии) и физически представляет собой тонкий переходный слой. Частицы вещества, образующие поверхностный слой, находятся в особых условиях, вследствие чего поверхность раздела обладает свойствами (например, поверхностным натяжением), не присущими веществу, находящемуся в глубине фазы. В каждой из контактирующих фаз на некотором расстоянии от поверхности раздела свойства фазы отличаются от её свойств в объёме.
Если поверхность раздела плоская, условием механического равновесия фаз является равенство давлений в обеих сосуществующих фазах. На искривлённой поверхности раздела возникает добавочное давление, направленное в сторону той фазы, по отношению к которой поверхность вогнута. Иначе говоря, при механическом равновесии давление больше в той фазе, которая отделена от другой фазы вогнутой поверхностью раздела. Разность давлений, возникающая по обе стороны искривленной поверхности флюида, носит название капиллярного давления (лапласова давления). Оно зависит от кривизны поверхности и от поверхностного натяжения (см. Формула Лапласа).
Если поверхность раздела фаз подвижна, то она под влиянием поверхностного натяжения стремится к форме, имеющей минимальную площадь поверхности. Этим объясняется сферичность поверхности мыльных пузырей, пузырьков газа в жидкости или капель одной жидкости в другой.
Особенности условий равновесия на искривленных поверхностях лежат в основе капиллярных явлений.
Процессы, происходящие на поверхности раздела фаз и в межфазовом поверхностном слое, относят к поверхностным явлениям
