Лектор

К.ф.-м.н., ассистент Плаксина Юлия Юрьевна, yuplaksina@mail.ru, 8(495)939-26-94.

Аннотация дисциплины

Рассматриваются два связанных вопросов – физика фазовых переходов и их влияние на гидродинамику системы. В сжатой форме излагается основные вопросы физики и химии поверхности. Рассматриваются гидродинамические процессы на границе раздела сред при наличии энергообмена между средами – это испарение, гетерогенная конденсация, поглощение излучения на границе раздела. Проводится анализ граничных условий, исследуется влияние колебаний поверхности раздела на распространение гидродинамических возмущений. Анализируются гравитационно-капиллярные волны, термокапиллярная и концентрационная конвекции. Существенное место в курсе занимает анализ параметров подобия, связанных с объемным энерговыделением и энергообменом на границе раздела сред.

Цели освоения дисциплины

Целью курса является приобретение студентами практических навыков в формулировке проблем при наличии фазовых переходов и границ раздела сред, а также анализа параметров подобия.

Задачи дисциплины

В результате освоения дисциплины обучающийся должен знать основные физические модели, описывающие тепло- и массообмен на границе раздела сред и иметь общее представление об особенностях фазовых переходов.

Программа курса

  1. Условие равновесия фаз. Путешествие по фазовой диаграмме. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса.Фазовые переходы и их классификация.
  2. Теория Ван-дер-Ваальса. Критическая точка пар-жидкость.

Закон соответственных состояний

  1. Модель Изинга. Законы Кюри и Кюри-Вейсса. Корреляционная функция вблизи критической точки.
  2. Химия и физика поверхности. Поверхностное натяжение и изменение поверхностной энергии. Межфазное натяжение. Адгезия, когезия. Добавочное давление, обусловленное кривизной поверхности жидкости.

Формула Лапласа. Сорбция.

  1. Моделирование потоков тепла на границе раздела «вода-воздух» (эмпирические модели)
  2. Гидродинамические уравнения и условия на границе
  3. Параметры подобия и граничные условия для деформируемой поверхности
  4. Гравитационно - капиллярные волны на поверхности раздела жидкость-газ
  5. Термокапиллярная конвекция на границе раздела жидкость-газ
  6. Испарение и конденсация. Их влияние на формирование гидродинамических течений в жидкости и в газе.
  7. Структуры на поверхности жидкости. ПАВ, пленки и их описание. Влияние пленок на испарение и газовый обмен.
  8. Пузырьки. Распространение звуковых волн в пузырьковой среде. Всплытие пузырька. Классический анализ движения пузырька (без учета теплопроводности, вязкости и поверхностного натяжения). Паровые пузырьки. Антипузыри. Кавитация.
  9. Капли.

 Литература

  1. Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц Теоретическая физика. (т. V) Статистическая физика. Часть 1. М.: Наука, 1976.
  2. Г. Стенли Фазовые переходы и критические явления. М.: Мир, 1973.
  3. Ш. Ма Современная теория критических явлений. М.: Мир, 1980.
  4. А.З. Паташинский, В.Л. Покровский Флуктуационная теория фазовых переходов. М.: Наука, 1982.
  5. М. А. Анисимов Критические явления в жидкостях и жидких кристаллах. М.: Наука, 1987.
  6. Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц. Теоретическая физика. (т. VI) Гидродинамика. М.: Наука, 1986.
  7. В. И. Ралдугин. Физикохимия поверхности. Долгопрудный: Издательский Дом «Интеллект», 2011.