Cтраница 1
Физика сплошных сред оперирует только с макроскопическими величинами. [1]
В механике и физике сплошной среды теория горения занимает своеобразное место в силу ряда ярких особенностей, являющихся по своему существу фундаментальными признаками этой науки. О них уже говорилось в предисловии, здесь же мы разберем простые конкретные примеры, которые иллюстрируют главные концепции науки о горении и взрыве. Кроме того, в первой главе приведены основные сведения справочного характера из химической кинетики и молекулярной физики, которые облегчат чтение тем, кто впервые решил познакомиться с предметом книги. [2]
Отсюда приходится заключить, что физика сплошных сред не может правильно описать истинные процессы, происходящие внутри фронта волны. Согласно результатам Беккера, в ударной волне это условие не выполняется. Больше того, весь процесс сжатия и нагрева существенно связан со сравнительно небольшим числом молекулярных столкновений. Поэтому правильное описание фронта волны возможно только посредством рассмотрения таких индивидуальных столкновений вместо переменных р, v к Т, которые потеряли теперь свой физический смысл внутри фронта волны. Эта задача очень трудна и остается до сих пор неразрешенной. [3]
Отсюда приходится заключить, что физика сплошных сред не может правильно описать истинные процессы, происходящие внутри фронта волны. Описание явления с точки зрения физики сплошных сред сохраняет реальный физический смысл, только пока большое число молекулярных столкновений успевает произойти в объеме газа за время измеримого изменения Гиг. Согласно результатам Беккера, в ударной волне это условие не выполняется. Больше того, весь процесс сжатия и нагрева существенно связан со сравнительно небольшим числом молекулярных столкновений. Поэтому правильное описание фронта волны возможно только посредством рассмотрения таких индивидуальных столкновений вместо переменных р, v и Г, которые потеряли теперь свой физический смысл внутри фронта волны. Эта задача очень трудна и остается до сих пор неразрешенной. [4]
С точки зрения применений к физике сплошных сред класс сред с ограниченной вариацией наиболее уместен, так как в его рамках разрывы могут быть определены и изучены естественным образом. [5]
Уравнения такого типа прекрасно известны из физики сплошных сред: это не что иное, как уравнение локального баланса. Интерпретация его членов хорошо известна. При а В 0 уравнение (12.1.19) превращается в уравнение, выражающее закон сохранения величины - В. В самом деле, интегрируя оба этих члена по объему произвольной пространственной области, получаем на основе теоремы Гаусса, что скорость изменения величины В в данном объеме равна потоку В через поверхность этой области. В данном случае величина В не может ни возникать, ни поглощаться внутри объема; она может изменяться в силу лишь притока либо оттока из любого заданного объема - каков бы ни был механизм такого изменения. Бели же источник ав отличен от нуля, то он описывает возникновение или поглощение В только внутри указанного объема без учета потока через границы. [6]
Разумеется, этот подход к делу есть обычная процедура, которая ведет от физики микропроцессов к физике сплошных сред, оперирующей только с макроскопическими величинами. [7]
Реальные физические тела представляются в виде систем материальных точек, связанных некоторыми внутренними силами. Однако в физике сплошных сред поведение вещества рассматривается лишь в макроскопических явлениях, в которых наименьшая характеристика-длина-много больше размера атома. В связи с этим предположение о непрерывности распределения массы и других величин является прекрасным приближением к действительности. [8]
Отметим, что механика и физика сплошных сред построены на эмпирических уравнениях состояния, содержащих погрешности. Как известно, закон упругости Гука, закон теплопроводности Фурье, законы Фика, Ома и другие сформулированы при условии существования однородных полей. [9]
Отсюда приходится заключить, что физика сплошных сред не может правильно описать истинные процессы, происходящие внутри фронта волны. Описание явления с точки зрения физики сплошных сред сохраняет реальный физический смысл, только пока большое число молекулярных столкновений успевает произойти в объеме газа за время измеримого изменения Гиг. Согласно результатам Беккера, в ударной волне это условие не выполняется. Больше того, весь процесс сжатия и нагрева существенно связан со сравнительно небольшим числом молекулярных столкновений. Поэтому правильное описание фронта волны возможно только посредством рассмотрения таких индивидуальных столкновений вместо переменных р, v и Г, которые потеряли теперь свой физический смысл внутри фронта волны. Эта задача очень трудна и остается до сих пор неразрешенной. [10]
В этом смысле в коллективных моделях ядро трактуется как жидкость или как твердое тело. Одночастичные же степени свободы ( опять-таки с точки зрения физики сплошных сред) проявляются тогда, когда свободный пробег, наоборот, значительно больше размеров системы, так что каждая частица независимо движется в некотором усредненном самосогласованном поле. [11]
Напомним, что продольные звуковые волны называются так потому, что частицы жидкости совершают колебания вперед и назад по направлению движения волны, в данном случае вдоль оси X. Здесь понятие частица имеет тот смысл, который фигурирует в физике сплошных сред. Кроме продольных звуковых волн в жидкостях могут быть поперечные звуковые волны, о которых далее будет сказано отдельно. [12]
Нашей целью является не изложение общей теории гиперболических систем, а лишь введение в этот предмет для студентов, интересующихся им в связи с приложениями к теории нелинейного распространения волн. Поэтому выделены только те стороны теории, которые имеют применение в физике сплошных сред; при этом мы избегаем пользоваться специализированным языком, который применяют математики. [13]
Первый содержит в основном лекции по механике и теории теплоты, второй - электродинамику и физику сплошных сред, а третий - квантовую механику. Чтобы книга была доступна большему числу читателей и чтобы ею было удобнее пользоваться, русское издание будет выходить небольшими выпусками. Первые четыре из них соответствуют первому тому американского издания. [14]
В своих макроскопических чертах явления, происходящие в детонационной волне, могут в настоящее время считаться достаточно выясненными. По трубе распространяется волна сжатия, во фронте которой господствуют чрезвычайно крутые градиенты давления и температуры. С точки зрения физики сплошных сред и пренебрегая теплопроводностью и трением, эти градиенты должны были бы рассматриваться как бесконечно большие. Постоянство скорости детонации истолковывается несколько по-разному разными авторами. Согласно одной точке зрения [89, 90], волна должна была бы непрерывно ускоряться, поскольку скорость реакции достаточно велика, если бы не волна разрежения, которая следует за волной сжатия. Волна разрежения имеет своей причиной поток газов позади фринта детонационной волны; выше некоторой определенной скорости распространения она становится быстрее, чем волна сжатия, и догоняет и ослабляет ( замедляет) последнюю. Согласно более новой работе [91], постоянная скорость детонации есть единственная скорость, которая представляется устойчивой термодинамически с точки зрения деградации свободной энергии в волне. Обе теории приводят к одному и тому же условию, определяющему устойчивую детонационную волну, и никем не было показано, что между этими двумя взглядами существует фундаментальное различие. [15]