Реферат: Плазма – четвертое состояние вещества - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Плазма – четвертое состояние вещества

Банк рефератов / Физика

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 136 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

ГИМНАЗИЯ № 11 РЕФЕРАТ на тему “Плазма – четвертое состояни е ве щества” Выполнил : ученик 10 Б класса Грибанов Кирилл г.Одинцово 2001 г. ЧТО ТАКОЕ ПЛАЗМА Словом “плазма” (от греч . “плазма” — “оформленное” ) в середине XIX в . стали и меновать бесцветную часть крови (без красных и белых телец ) и жидкость , наполняющ ую живые клетки . В 1929 г . американские физики Ирвинг Лёнгмюр (1881 — 1957) иЛеви Тонк о (1897 — 1971) назвали плазмой ионизованный газ в газоразряд ной трубке. Английский физик Уильям Крукс (1832 — 1919), и зучавший электрический разряд в трубках с разрежённым воздухом , писал : “Явления в отка чанных трубках открывают для физической науки новый мир , в котором материя может су щ ествовать в четвёртом состоянии”. В зависимости от температуры любое ве щество изменяет своё состояние . Так , вода при отрицательных (по Цельсию ) температурах на ходится в твёрдом состоянии , в интервале о т 0 до 100 " С - в жидком , выше 100 °С— в газообразном . Если температ ура продолжает расти , атомы и молекулы нач инают терять свои электроны — ионизуются и газ превращается в плазму . При темпер атурах более 1 000 000 °С плазма абсолютно ионизован а — она состоит только из электронов и положительных ионов . Плазма — наиболее распространённое состояние вещества в природе , на неё приходится около 99 % массы Вселенной . Солнце , большинство звёзд , туманнос ти — это полностью ионизованная плазма . В нешняя часть земной атмосферы (ионосфера ) тоже п лазма. Ещё выше располагаются радиационные пояса , содержащие плазму . Полярные сияния , молнии , в том числе шаровые , — всё это раз личные виды плазмы , наблюдать которые можно в естественных условиях на Земле . И лиш ь ничтожную часть Вселенной составляет вещест во в твёрдом состоянии — планеты , астероиды и пылевые туманности. Под плазмой в физике понимают газ , состоящий из электрически заряженных и нейтральных ча ст иц , в котором суммарный электричес кий за ряд равен нулю , т . с . выполнено условие квазинейтральности (поэтому , например , пучок электронов , летящих в вакууме , не плазма : он несет отрицат ельный заряд ). КАК ИСПО Л ЬЗУ ЮТ ПЛАЗМУ Наиболее широк о плазма применяется в светотехнике — в газоразрядных лампах , освещающих улицы , и лампах дневного света , используемых в помещениях . А кроме того , в самых разных газоразрядных приборах : выпрямителях электрическ ого тока , стабилизаторах напряжения , плазменны х усилителях и генераторах сверхвыс оких частот (СВЧ ), счётч иках космических частиц. Все так называ емые газовые лазеры (гелий-неоновый , криптоновый , на диоксиде углерода и т . п .) на самом деле плазм енные : газовые смеси в них ионизованы электрическ им разрядом. Свойствами , характерными для плазмы , облад ают электроны проводимости в металле (ионы , ж е стко закрепл е нные в кристаллической решётк е , н ейтрализуют их заряды ), совокупность свободных электронов и подвижных “дырок” (в акансий ) в полупроводниках . Поэтому такие сист емы называют плазмой твёрдых тел Газовую плазму принято разделя ть на низкотемпературную — до 100 тыс . граду сов и высокотемператур ную — до 100 млн градусов . Существуют генераторы низкотемпературн ой плазмы — плазмотроны, в которых используется электрическая дуга . С помощью плазмотрона можно нагреть почти любой газ до 7000 — 100 00 градусов за сотые и тысячные доли секунды . С созданием плазмотрона возник л а новая область науки — плазменная химия : многие химические ре акции ускоряются или идут только в плазме нной струе . Плазмотроны при меняются и в горно-рудной промышленности , и для резки металлов. Созданы также плазменны е двигатели, магнитогид родинамические электростанции . Разрабатываются различные схемы плазменн ого ускорения заряженных частиц . Цен траль ной задачей физики плазмы является проблем а управляемого термоядерного синтеза. Термоядерными называют реакц ии синтеза более тяжёлых ядер из ядер л ё гких элементов (в первую о чередь изотопов водорода - д ейтерия D и трития Т ), протекающие при очен ь в ысоких температурах (” 10 8 К и выше ) В естественны х услов иях термоядерные реакции пр оисходят на Солнце : ядра водорода соединяются друг с другом , образуя я дра гелия , при этом выде ляется значительное количество энергии . Искусственная реакция термоядерного син теза была осуществлена в водородной бом бе. УПРАВЛЯЕ М ЫЕ Т ЕР М ОЯ Д ЕРНЫЕ РЕАК Ц ИИ Считается , что запасов химическ и топлива человечеству хватит на несколько десятков лет . Ограниченны и развед анные запасы ядерного гор ю чего . Спасти человечество от энергетич еского голода и стать практи чески неисчерпаемым источнико м энергии могут управ л яем ы е термо ядерные реа кции в плазме. В 1 л обычной воды содержится 0,15 мл воды тяжёлой ( D 2 O ). При с лиянии ядер дейтерия из 0,15 мл D 2 O выделяется сто лько же энергии , сколько её обра з уется при сгорании 300 л бен зина . Т ритий в природе практически не существует , однако его можно получить , бо мбардируя нейтронами n изотоп лития : n+ 7 Li 4 He + T Ядро атома вод орода не что ин ое как протон p . В ядре дейтерия соде ржится, кроме того , ещё один нейтрон , а в ядре трити я — два нейтрона . Дейтерий и тритий могут реаги ровать друг с другом десятью разными способами . Но вероятности такой реакций различаются порой в сотни триллионов раз , а количество вы де ляющейся энерги и — в 10 — 15 раз . Практический интерес п редставляют только три из них : D + D T + p + 4 МэВ ; D + D 3 He + n + 3,3 МэВ ; D + T 4 He + n + 17,6 МэВ . Если все ядр а в ка ком-то объёме одновременно вступают в реакцию , энергия выделяется мгновенно . Происходит тер моядерный взрыв . В реакторе же реакция син теза должна протекать медленно. Осуществить управ ляемый термоядерный синтез до сих пор не удалось , а преимущества он сулит не малые . Энергия , которая выделяется при термояд ерных реакциях на единицу массы топлива , в миллионы раз превышает энергию химического топлива и , значит , в сотни раз дешевле . В термоядерной энергетике нет выброса пр одуктов сгорания в атмосферу и ради о активных отходов . Наконец , на термоядерной электростанции исключен взрыв. Во время синтеза основная часть энерг ии (более 75 %) выделяется в виде кинетической энергии нейтронов или протонов . Если замедлить нейтроны в подходя щем веществе , оно нагревается ; полученную теплоту легко превратить в электрическую э нергию . Кинетическая энергия заряженных частиц — протонов — преобразуется в электричест во непосредственно. В реакции синт еза ядра Должны соединяться , но они заряже ны положител ьно и , следовательно , по з акону Кулона , отталкиваются . Чтобы преодолеть силы отталкивания , даже ядрам дейтерия и т рития , имеющим наименьший заряд ( Z . = 1), необходима энергия около 10 или 100 кэВ. Ей соответствует тем пература порядка 10 8 — 10 9 К . При таких температурах любое вещество находится в состоянии высок отемпературной плазмы . С позиций кла ссической физики реакция синтеза невозможна , но здесь на помощь приходит чисто квантовый - туннельный эффект . Вычислено , что температура зажигания , начиная с которой выделение энергии превосходит её потери , для реакции дейтерий— тритий ( D Т ) равна приблизительно 4,5 * 10 7 К , а для реакций дейтерий— дейтерий ( DD ) — около 4 * 10 8 К . Естественно , предпоч тительнее реакция D Т . Нагревают плазму электрическим током , лазерным излучением , электромагнитными волнами и другими способами . Но важна не только высокая температура. Чем выше концентрация , тем чаще сталки ваются друг с другом частицы , поэтому может показаться , что для осуществления тер моядерных реакций лучше использовать плазму в ысокой плотности . Однако , если бы в 1 см 3 плазмы содержалось 10 19 частиц (концентрация мол екул в газе при нормальных условиях ), давление в ней при температурах термоядерн ых реакций достигало бы порядка 10 6 атм. Такого давления не выдер живает ни одна конструкция , а потому плазм а должна быть разрежённой (с концентраци ей около 10 15 частиц в 1 см 3 ). Соударения частиц в этом случае пр оисходят реже , и для поддержания реакции н еобходимо увеличивать время пребывания их в реакторе , или время удержания . Значит , для осуществления термоядерной реак ции необх одимо рассматривать произведение концентрации ча стиц плазмы на время их удержания . Для реакций DD это произведение (так называемый критер ий Лоусона ) равно 10 16 с /см 3 , а для реакции D Т — 10 14 с /см 3 . Следовательно , реакцию D Т реализовать легче , че м D D . Когда начинались исследования плазмы , казалось , что осуществит ь управляемый синтез удастся быстро . Но со временем выяснилось , что в высокотемпературн ой плазме происходят сложные процессы и р ешающую роль играют многочисленные неустойчивост и . Сегодня разр абатывается несколько типо в устройств , в которых предполагается провест и термоядерный синтез . Наиболее перспективными считаются токамаки (сокращение от “ТО роидал ьная КАмера с Магнитными К А атушками” ). Токамак представляет собой гигантский трансформато р , первичная катушка которого намотана на сердечник , а вторичная имеет единственны й виток — вакуумную камеру в форме бу блика , тора (от лат . TORUS — “выпуклость ” ), с плазменным шнуром внутри . Система магнитов удерживает шнур в центре камеры , а ток силой в тысячи ампер нагревает его до требуемой температуры . Нейтроны , образующиеся в ходе термоядерной реакции , п оглощаются в бланкете — слое вещества , окружающем камеру . Выделяющееся при этом тепло можно использовать для получения электроэнергии. Несмотря на кажущуюся простоту токамака , ни одно устр ойство подобного типа не дало положительного выхода энергии . Большие надежды возлагаются на проектируемый в настоящее время гиган тский токамак ITER . На этой установке , если она бу дет сооружена к 2005 г ., предпол агаемая мо щность выхода 1,5 • 10 9 Вт . Среди других проектов следует о тметить два : стеллараторы и устройства инерци ального удержания плазмы. Магнитное поле сложной формы , удер живающее плазму в круговой камере токамака , противодействует собственному полю пла змен ного шнура, которое стремит ся изогнуть траекторию заря женных частиц плазмы . В стеллараторе (от лат. STELLA — З везда” ) плазме позволили прин ять форму, какую она “хо чет” , и оставили только поле , сжимающее шнур . В акуумная камера приобрела весьма причу длив ый вид , а множество магнитных катушек — довольно сложную форму . Эксперименты на стеллараторах идут в разных странах , но д обиться нужной температуры и времени удержания плазмы пока н е удалось. Принципиально иным является метод инерциального удержания п ла зм ы , основанный на инерции реакционной смеси , которая при мгно в енном нагреве (например , лазер ным ( импульсом ) р а злетается не сразу . Ампу лу , где на х одится смесь дейтерия с тритием , облучают со всех сторон л азерными импульсами длительно стью до 10 -10 с и суммарной мощно стью порядка 10 20 Вт /см. Оболочка ампулы испаряется , расширяющиеся газы и световое давление с жимают её содержимое почти в 50 тыс . р аз . Давле ние в смеси возрастает до 1 млн . атм, а её плотность — до 50 — 100 г /см 3 . При таких условиях начинае тся термоядерная реакция. Но и на этом пути имеется ряд технологических трудностей , пока не позволяющих превратить экспериментальные лазерные установки в промышленные реакторы.
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
У нас сельское хозяйство в таком упадке, что не могут посадить даже семена добра.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по физике "Плазма – четвертое состояние вещества", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru