Диссипация кинетической энергии камертона, погруженного в сверхтекучий гелий, при различных частотах колебаний

• Veröffentlicht in: Физика низких температур
• Datum: 2016
• Hauptverfasser: Гриценко, И.А., Клокол, К.А., Соколов, С.С., Шешин, Г.А.
• Format: Artikel
• Sprache: Russisch
• Veröffentlicht: Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України 2016
• Schlagworte: Квантовые жидкости и квантовые кpисталлы
• Online Zugang: https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/128445
• Назва журналу: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Zitieren: Диссипация кинетической энергии камертона, погруженного в сверхтекучий гелий, при различных частотах колебаний / И.А. Гриценко, К.А. Клокол, C.С. Соколов, Г.А. Шешин // Физика низких температур. — 2016.— Т. 42, № 1. — С. 28–34. — Бібліогр.: 13 назв. — рос.

Проведено экспериментальное исследование коэффициента сопротивления движению, являющегося характеристикой диссипации энергии при колебаниях камертонов, погруженных в жидкий гелий. Эксперименты выполнены в области температур от 0,1 до 3,5 К, перекрывающей как гидродинамическое течение,
 так и баллистический режим переноса тепловых возбуждений сверхтекучего гелия ниже 0,6 К. Установлено, что частотная зависимость коэффициента сопротивления имеется в гидродинамическом пределе, когда
 основным механизмом диссипации является вязкое трение жидкости о стенки колеблющегося тела при
 температуре выше 0,7 К. В этом случае коэффициент сопротивления пропорционален квадратному корню
 из частоты колебаний, а его температурная зависимость в Не II определяется соответствующими зависимостями плотности нормальной компоненты и вязкости жидкости. При более низких температурах зависимость коэффициента сопротивления от частоты отсутствует и величина диссипативных потерь определяется только температурной зависимостью плотности нормальной компоненты. В то же время во всем
 исследуемом диапазоне температур величина диссипативных потерь зависит от геометрических размеров
 колеблющегося тела. Проведено експериментальне дослідження коефіцієнта опору руху, що є характеристикою дисипації
 енергії при коливаннях камертонів, занурених у рідкий гелій. Експерименти виконані в області температур
 від 0,1 до 3,5 К, що перекриває як гідродинамічний плин, так і балістичний режим переносу теплових порушень надплинного гелію нижче 0,6 К. Установлено, що частотна залежність коефіцієнта опору є в
 гідродинамічній області, коли основним механізмом дисипації є в’язке тертя рідини об стінки коливного
 тіла при температурі вище 0,7 К. У цьому випадку коефіцієнт опору пропорційний квадратному кореню із
 частоти коливань, а його температурна залежність у Не II визначається відповідними залежностями щільності нормальної компоненти й в'язкості рідини. При більш низьких температурах залежність коефіцієнта
 опору від частоти відсутня, і величина дисипативних втрат визначається тільки температурною залежністю
 щільності нормальної компоненти. У той же час у всьому досліджуваному діапазоні температур величина
 дисипативних втрат залежить від геометричних розмірів коливного тіла. An experimental study is made of the drag coefficient,
 which is the characteristics of energy dissipation
 during oscillations of the tuning forks, immersed in
 liquid helium. The experiments were performed in the
 temperature range from 0.1 to 3.5 K covering both the
 range of a hydrodynamic flow, and the ballistic regime
 of transfer of thermal excitations of superfluid helium
 below 0.6 K. It is found that there is the frequency dependence
 of the drag coefficient in the hydrodynamic
 limit, when the main dissipation mechanism is the viscous
 friction of the fluid against the walls of the oscillating
 body at temperatures above 0.7 K. In this case,
 the drag coefficient is proportional to the square root
 of the frequency of oscillation, and its temperature dependence
 in He II is determined by the respective dependence
 of the normal component density of the
 normal component and the viscosity of the fluid. At
 lower temperatures, the dependence of drag coefficient
 on the frequency is not available, and the magnitude of
 the dissipative losses is determined only by the temperature
 dependence of the density of the normal
 component. At the same time in the entire range of
 temperatures value of dissipative losses depends on
 the geometry of the oscillating body.