Нагрев металла в ТВЧ

Помогите разобраться с одним очень интересным эффектом.

Все знают, в магнитном поле индуктора ТВЧ (токи высокой частоты) можно нагревать любой металл, обладающий магнитными свойствами. Процесс, в сущности, простой, металл нагревается из-за вихревых токов Фуко. Но мало кто знает, металл набиваясь локально и не передает во время нагрева тепло на всю поверхность металла. Что я имею ввиду, представьте себе металлический пруток, который мы помещаем в индуктор и при этом держим данный пруток просто руками. После включения индуктора металлический пруток начинает локально нагреваться, возможно даже до температуры плавления, но только в близи индуктора, остальная часть прутка остается холодной и ее можно даже держать руками, я правда вам не советую это делать. Но как только мы выключаем индуктор ТВЧ, пруток мгновенно становится горячий по всей площади, идет активный теплообмен.

Что получается, магнитное поле индуктора не только нагревает металл, но еще и удерживает распространение тепла по поверхности металла. Я не знаю, описан ли этот эффект в классической физике, если да, дайте ссылку где посмотреть.

#57658 Charge :

Помогите разобраться с одним очень интересным эффектом.

Что получается, магнитное поле индуктора не только нагревает металл, но еще и удерживает распространение тепла по поверхности металла. Я не знаю, описан ли этот эффект в классической физике, если да, дайте ссылку где посмотреть.

Возможно такой эффект связан с тем, что магнитное поле ограничивает перемещение свободных электронов внутри металла. Основным переносчиком тепла в металлах являются электроны проводимости, которые имеют возможность свободно гулять по металлу

#57813 Fedor :

#57658 Charge :

Помогите разобраться с одним очень интересным эффектом.

Что получается, магнитное поле индуктора не только нагревает металл, но еще и удерживает распространение тепла по поверхности металла. Я не знаю, описан ли этот эффект в классической физике, если да, дайте ссылку где посмотреть.

Возможно такой эффект связан с тем, что магнитное поле ограничивает перемещение свободных электронов внутри металла. Основным переносчиком тепла в металлах являются электроны проводимости, которые имеют возможность свободно гулять по металлу

Честно, всегда думал что тепло передаётся в результате вибрации молекул в кристаллической решётке материала. Но сейчас уже даже и не уверен?

#57854 toris0 :

Я точно могу сказать, что при использовании ТВЧ нагрев происходит только верхнего слоя металла, а вот чтобы прогреть всю заготовку нужно достаточно много времени. Выглядит это так, снаружи она раскалена до бела, а внутри она холодная.

Чтобы проверить этот Ваш эффект надо бы видео снять, если у Вас есть такая возможность. Положить один конец металлического прута в ТВЧ а на соседнюю область направить лазерный пиромер. По вашей гипотезе, пока конец прута находится в в поле, температура на других его частях расти не должна. Потом резко вынимаем прут и смотрим на показания. В этот момент он должен полностью прогреться.

Вот эсли это на видео будет, тогда можно будет обсуждать эффект. При этом надо держать прут в режиме разогрева достаточно длительное время. Например минут 10 хотя бы.

В плане глубины прокаливания, или как еще говорят поверхностная закалка, вы совершенно правы. ТВЧ, которую я обслуживал как энергетик и какое-то время на ней подрабатывал как термист ТВЧ, имеет глубину прокаливания 1 – 2 мм., несущая частота 66 Кгц., максимальная мощность маленькой ТВЧ 60 Квт. большой 100 Квт., несущая частота имеет абсолютно синусоидальную форму. В сущности, генератором является ЭВП, лампа триод ГУ-66 с анодным напряжением до 10 Киловольт. К сожалению, сейчас видео, да еще и с тепловизором снять не смогу. Но то, о чем я говорю это абсолютно точная информация, можете не сомневаться. Если честно, я считал, что этот эффект уже давно описан и не предавал этому явлению какого-то особого внимания!

#57869 Charge :

Что бы данная тема не превратилась в теорию, пожалуйста поправьте, если что не так!

Вы так боитесь теорий? Зря. «Нет ничего практичнее хорошей теории» (Кирхгоф).

Если рассматривать электрон с точки зрения некого аккумулятора тепла, то… Всем известный эффект Пельтье, электрон из пространства для преодоления барьера может впитывать тепловую энергию и переходить на новый энергетический уровень, двигаясь по металлу он будет отдавать накопленную тепловую энергию, закон Ома. Отсюда вопрос, можем ли мы рассматривать электрон в качестве такого аккумулятора или нет?

Полная галиматья. Энергетик, блин...

#57879 Charge :

А если по теме, почему, вы считаете это галиматьей? Нет я не против, но обоснуйте почему?

Хотя бы потому, что электрон (атом, молекула...) не может быть аккумулятором тепла (в физике говорят — теплоты).

#57885 zam :

#57881 Charge :

 почему не может быть?

Потому что

«Дитя мое! Никогда не произноси слова только за то, что они красивые и длинные. Говори только о том, что понимаешь!» (Льюис Керролл, Алиса в стране чудес).

Вы не понимаете, что такое тепловая энергия, поэтому пишете про неё галиматью. У электрона  (и другх элементарных частиц) только два вида энергии — энергия покоя и энергия кинетическая (очень уж он примитивен). Никакой тепловой энергии у него нет. Тепловая энергия — это характеристика ансамбля частиц (штук сто минимум).

Вот достаю я из холодильника алюминиевую баночку (газировки, а вы о чем подумали) и она начинает конденсировать, если попросту потеть, что происходит? Раньше я считал так, энергия атомов т.е. некий ансамбль кристаллической решётки имеет низкую частоту вибрации, еще говорят так, энергия фонона условно низкая, и наша баночка начинает отбирать у окружающего воздуха энергию для увеличения частоты вибрации атомов и молекул вещества, энергия фонона увеличивается, соответственно тут и происходит точка россы и т.д. Это, кстати, очень хорошо вписывается в низкую способность к теплопроводности у вакуума, вспоминаем термос с вакуумной колбой. И тут я призадумался, в сущности, теплообмен осуществляется не только с помощью фононов, фотоны так же способны передавать тепловую энергию, но уже на расстоянии и не зависимо от среды. Напомню, электрон для изменения своего энергетического состояния должен получит или потерять именно фотон и тут возникает вопрос можем ли мы рассматривать электрон как некий аккумулятор или, если хотите, конденсатор, участвующий в теплообмене? 

#57916 zam :

#57905 Charge :

Вот достаю я из холодильника алюминиевую баночку (газировки, а вы о чем подумали) и она начинает конденсировать, если попросту потеть, что происходит?

Происходит фазовый переход воды из газообразного состояния (такая всегда есть в окружающем банку воздухе) в жидкое состояние.

Раньше я считал так, энергия атомов т.е. некий ансамбль кристаллической решётки имеет низкую частоту вибрации,

Низкую амплитуду (температура зависит не от частоты, а от амплитуды колебаний решётки).

еще говорят так, энергия фонона условно низкая

Так не говорят.

фотоны так же способны передавать тепловую энергию, но уже на расстоянии и не зависимо от среды.

Фотоны (и любые частицы вообще) обладают энергией и могут переносить эту энергию. Но эта энергия не называется тепловой.

Напомню, электрон для изменения своего энергетического состояния должен получит или потерять именно фотон и тут возникает вопрос можем ли мы рассматривать электрон как некий аккумулятор или, если хотите, конденсатор, участвующий в теплообмене? 

Это вы мне напоминаете, что читали всякую чушь и ничего кроме? Да я уже догадался и запомнил.

Электрон не может ни получить, ни  потерять фотон. У него нет никакого энергетического состояния.

Всё вами написанное относится к атому (сложной системе из ядра и электронов). Вот атом может и получить (поглотить) фотон, и потерять (излучить) фотон, и изменить своё энергетическое состояние.

Не хочу Вас ничему учить! Почитайте повнимательнее про эффект Пельтье, автомобильные холодильники на его эффекте работают, про энергетические состояния электрона в атоме, лазерный луч в частности! Потом сами скажите в чем вы не правы.

#57905 Charge :

Вот достаю я из холодильника алюминиевую баночку (газировки, а вы о чем подумали) и она начинает конденсировать, если попросту потеть, что происходит? Раньше я считал так, энергия атомов т.е. некий ансамбль кристаллической решётки имеет низкую частоту вибрации, еще говорят так, энергия фонона условно низкая, и наша баночка начинает отбирать у окружающего воздуха энергию для увеличения частоты вибрации атомов и молекул вещества, энергия фонона увеличивается, соответственно тут и происходит точка россы и т.д. Это, кстати, очень хорошо вписывается в низкую способность к теплопроводности у вакуума, вспоминаем термос с вакуумной колбой. И тут я призадумался, в сущности, теплообмен осуществляется не только с помощью фононов, фотоны так же способны передавать тепловую энергию, но уже на расстоянии и не зависимо от среды. Напомню, электрон для изменения своего энергетического состояния должен получит или потерять именно фотон и тут возникает вопрос можем ли мы рассматривать электрон как некий аккумулятор или, если хотите, конденсатор, участвующий в теплообмене? 

Строго говоря,  меняется не частота, а весь спектр смещается и увеличивается его дисперсия. Одновременно с этим растет и интенсивность количество фотонов за секунду. 

Рассматривать единичный электрон как аккумулятор(в переводе на русский накопитель) мы можем. Он обладает скоростью, а следовательно кинетической энергией. Которая, в среднем дает температуру.  n=1 мы можем применить*. Атомистический подход, очень хорошо себя за рекомендовал. Как в механики, так и в термодинамике и электростатике.  Когда тело перестали рассматривать как материальную точку, а разбили его на мельчайшие составляющие дало толчок к понимаю момента инерции. Так и тут мы можем рассматривать теплоту и теплород как его переносчик. Более того для металлов мы можем увязать теплород со свободными электронами. Вот только с единичным электроном уже сложнее. Дело в том, что на практике в кристаллической решётки длина свободного пробега мала десятки пика метров. И электрон ударится и полетит обратно унося энергию. Придётся оперировать понятием дрейфа совокупности электронов, а не единичного электрона. И вводить другие сущности /* костыли ?*/. В прочим физика твердого тела на этом и построена..

* n=1 следует применять аккуратно.

#57937 Charge :

Так, на всякий случай, энергия фонона и фотона очень похожи, частота на постоянную Планка ꙍ*ћ.

Рассуждая про электрон, становится понятно, он являться переносчиком энергии! Не понятно другое, функционал у него слишком большой, тепловая энергия, заряд, электромагнитная энергия, конечно все в итоге можно свести к фотону или я не прав?

Прошлый раз вы написали две фразы, которые мне показались противоречивыми. Обязательно ли нужен фотон или можно без него: 

в сущности, теплообмен осуществляется не только с помощью фононов, фотоны так же способны передавать тепловую энергию, но уже на расстоянии и не зависимо от среды. Напомню, электрон для изменения своего энергетического состояния должен получит или потерять именно фотон

А в чем отличие? Отличие в том что фотон по определению обладает частотой, а электрон не обладает частотой. Следовательно, мы можем говорить о двух разных механизмах передачи энергии. С другой стороны теории настолько развились, что покрывают области друг друга. Классически фотон участвует при фото-эффекте. Когда из атома фотон выбивается электрон и растет ток. При этом электрон был не свободным сидел в атоме становится свободным и путешествует между атомов. А после уйдя от классики начали говорить, что фотон может воздействовать на свободный электрон. Правда пришлось привлекать виртуальные фотоны. Потому что классические останавливались листом бумаги, а электромагнитное взаимодействие проходило сквозь бумагу. 

В обратную сторону теория так же развивалась описывая фотоэффект при помощи электродинамики. Теория Ми. Описала спектры излучения частиц без использования фотонов. 

Рассуждая про электрон, становится понятно, он являться переносчиком энергии! Не понятно другое, функционал у него слишком большой, тепловая энергия, заряд, электромагнитная энергия, конечно все в итоге можно свести к фотону или я не прав?

Мы вводим понятия и термины, что бы отличать одно явление или свойство от другого для упрощения. Поэтому от виртуальных фотонов следует отказаться в объяснениях.  Так как у температуры нет частоты, то и от фотонов я бы тоже отказался. А вот теплород ничуть не хуже тех же фононов.  Передачу теплоты в инфракрасных нагревателях я бы объяснял через шумовую температуру и теплоту(теплород). Не смотря даже на то что традиционно в этой области принято использовать фотон и кванты энергии.

Да электрон обладает многими свойствами. Но эти свойства имеют свои термины как, то заряд. масса, размер, энергия. А квантовый электрон еще и большими набором свойств. Как то волновая функция, плотность вероятности. 

явлению надо давать определение и присваивать название(термин) и использовать его для описания процессов. 

Что за чушь. Вам надо почитать учебник для университетов.

Не зная основ теплопередачи, не имея эксперименталных данных вашего опыта, не можете понять, что происходит и рождается чyшь: 
элеkтрон —  источник тепловои энергии.

Если поверхность алюминиевои болванки нагрета, то за счет теплопроводности, тепло очень быстро нагреет всю  болванку.
От электромагнитного поля этот процесс не зависит.
Это закон Фурье. 
Есть процесс теплопроводности, а есть процесс нагрева за счет электромагнитного излучения. Tак как Charge то не понимает, то он не инженер

Теплород — этот термин использовался 300 лет назад.

#57997 zam :

#57926 Очепятка :

Вам надо почитать про электрон.

Вам давно пора понять, что читать вы умеете, а понимать прочитанное — нет.

Электрон обладает состоянями  это даже в википедии написано.

Не электрон обладает энергетическими состояниями, а сиистема, в состав которой входит электрон. Во многих случаях волновая функция такой системы с высокой точностью может быть представлена в виде суммы волновых функцию компонент этой системы. Вот в таких случаях условно и говорят об энергетических уровнях электрона.

Привожу аналогию. В школе часто рассказывают, что кирпич на третьем этаже обладает большей потенциальной энергией, чем кирпич на первом этаже.

Но! Разве эта потенциальная энергия — это свойство кирпича? Нет! Это свойство системы «земной шар + кирпич». И потенциальная энергия находится в гравитационном поле, в тонком невидимом шнурке, соединяющем Землю и кирпич.

Не хотел вмешиваться но сами вынуждаете.

Плохой пример, вы можете кирпич хоть на сотый этаж подымать, масса земли от этого не изменится! А вот если вы ракету запустите на луну, то масса земли изменится а значит и ее энергия.

Электрон может поглощать фотоны а может излучать, от этого изменяется его энергетическое состояние и система тут не причем!

#58002 zam :

.Плохой пример, вы можете кирпич хоть на сотый этаж подымать, масса земли от этого не изменится!

Масса Земли от этого изменится.

А вот если вы ракету запустите на луну, то масса земли изменится а значит и ее энергия.

Масса Земли тоже изменится. Никакой разницы от случая с кирипчём, Разве что изменение больше.

Электрон может поглощать фотоны а может излучать

Реальные фооны не может. Может излучать и поглощать виртуальные фотоны. Это свойство называется электрическим зарядом.

от этого изменяется его энергетическое состояние и система тут не причем!

У электрона нет энергетического состояния. Нечему изменяться.

Ну не любите вы читать, так хоть видео посмотрите, там все наглядно разжёвано:

Потом расскажите мне как вы работу выхода понимаете?

#58017 zam :

#58011 Charge :

Ну не любите вы читать, так хоть видео посмотрите, там все наглядно разжёвано:

С чего вы взяли, что не люблю? Люблю, и очень много прочитал.

В этом видео для меня нет ничего нового. Это всё мне давно известно.

Потом расскажите мне как вы работу выхода понимаете?

Работа выхода — это минимальная величина энергии, которую нужно сообщить свободному электрону чтобы выбить его из металла. Это тоже написано даже в школьном учебнике.

оначалу я хотел спросить вас кто же эту энергию передает электрону, но потом подумал а нужно оно мне. Все равно получу в ответ какой нибудь бред. Вы очень интересный человек, сам знаю но вам ничего не скажу, нет скажу типа, ПОТОМУ. Так а оно мне надо, я же не в шахматы с вами сел сыграть.

Вы наверное боитесь показаться неграмотным, вот я не боюсь, если кто либо подскажет мне чего я не понимаю, всем за то спасибо и это нормально!

#58026 zam :

#58023 Charge :

Поначалу я хотел спросить вас кто же эту энергию передает электрону

Эту энергию передаёт электрону провзамодейсвующий с ним фотон.

, но потом подумал а нужно оно мне.

Правльно. Вам же знания не нужны (у вас на них аллергия). Вам нужно враньё, попроще и побессмысленнее.

Все равно получу в ответ какой нибудь бред.

По причине вашей удивительной убогости (Энергетик, блин… Не знает, что такое энергия. Всё равно, что хирург, не знающй, что такое скальпель) вам истина кажется бредом.

Вы очень интересный человек

Спасбо, я в курсе.

 сам знаю но вам ничего не скажу, нет скажу типа, ПОТОМУ.

Ничего подобного! Всеми силами пыатюсь разъяснить, как оно на самом деле. Но вы почему-то упираетесь и не желаете усваивать вкусную и здоровую пищу, предпочитаете тухляну.

я же не в шахматы с вами сел сыграть.

Можно и в шахматы.

Вы наверное боитесь показаться неграмотным,

Не боюсь. Я грамотный.

вот я не боюсь,

Потому что в физике вы неграмотны, но не понимаете этого.

если кто либо подскажет мне чего я не понимаю, всем за то спасибо и это нормально!

Пожалуйста.

Хорошо, возвращаемся к предыдущему вопросу

Можем ли мы рассматривать электрон как некий аккумулятор или конденсатор в свете того, что он является переносчиком энергии?