Радіотехнічна дистанційна ідентифікація рідин в закритих діелектричних ємностях
DOI:
https://doi.org/10.20535/RADAP.2021.85.14-20Ключові слова:
теплове електромагнітне поле, флуктуації дифференціальної температури, концентрація розчину, широкосмугове шумове випромінювання, електроліти і неелектролітиАнотація
Дистанційне вивчення рідких систем пов'язане зі значними труднощами, пов'язаними з експериментальними дослідженнями і математичним моделюванням на основі цих досліджень. Стандартні методи досліджень рідин, являють собою в основному спектроскопічні методи в різних частотних діапазонах від нейтронної дифрактометрії до акустичної спектроскопії, які дуже складно або взагалі неможливо застосувати для дистанційних досліджень. Інтерпретація експериментальних результатів і спроби побудови фізичних моделей на їх основі можливі тільки в найпростіших випадках. Досить згадати, що найпростіший і найпоширеніший розчинник - вода, до теперішнього часу слабо вивчений і не має загальноприйнятої єдиної моделі.
У даній роботі розглядається методика і вимірювальний комплекс для дистанційного дослідження рідких електролітів і неелектролітів за допомогою вимірювань і аналізу флуктуацій диференціальної температури проміжного рідкого середовища (дистильованої води), в яке поміщена ємність (тара) з досліджуваною рідиною. Запропонована методика ґрунтується на тому, що досліджуваний об'єкт, хоча і має електронейтральність, тобто рівність нулю в середньому флуктуаційної локальної щільності заряду і середньої флуктуаційної щільності струму, що означає рівність нулю середньої величини електромагнітного поля, але інші усереднені характеристики, наприклад, квадратичні по полю, можуть відрізнятися від нуля. Квадратичні характеристики теплового електромагнітного поля визначають його енергію, що має відмінну від нуля кінцеву величину, яка може бути виміряною відповідним датчиком і характеризувати джерело поля - макроскопічне тіло - нагріте до певної температури. Наводяться результати досліджень сумішей електролітів і неелектролітів різних концентрацій, а також їх сумішей. Показана можливість розрізняти досліджувані рідини, а також з'єднувати компоненти розчинів даних концентрацій для отримання заданих властивостей всього розчину.
Посилання
Перечень ссылок
Гольдаде В. А., Пинчук Л. С. Физика конденсированного состояния: Уч.для вузов. под ред. Н. К. Мышкина. — Минск: «Белорусская наука». — 2009. — 648 с.
Байков Ю. А., Кузнецов В. М. Физика конденсированного состояния: учебное пособие. — 4-е изд., электрон. — Москва: Лаборатория знаний. — 2020. – 296 с.
Goodson K., Asheghi M. Near-field optical thermometry // Microscale Thermophysical Engineering. 1: 225–235. 1997. https://doi.org/10.1080/108939597200241.
Hee Hwan Roh, Joon Sik Lee et al. Novel nanoscale thermal property imaging technique: The 2ω method. II. Demonstration and comparison // Journal Vacuum Science and Technology B, 24 (5), 2006, pp. 2405–2411. https://doi.org/10.1116/1.2353843.
Chirtoc M., Henry J. 3ω hot wire method for micro-heat transfer measurements: From anemometry to scanning thermal microscopy (SThM) // The European Physical Journal Special Topics, 153, 2008, pp. 343 –348. https://doi.org/10.1140/epjst/e2008-00458-8.
Займан Дж. Модели беспорядка. Теоретическая физика однородно неупорядоченных систем: Пер.с англ. — М.: Мир, 1982. — 598с.
Под ред. проф. А. П. Беляева. Физическая и коллоидная химия: учебник. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010. — 704с.: ил.
Лошицкий П. П., Минзяк Д. Ю. Исследование неинвазивных методов диагностики и терапии / Медична інформатика та інженерія. — 2012, №2, стр.53–59.
Лошицкий П. П., Устенко К. С. Дистанционная идентификация жидкостей в закрытых диэлектрических емкостях / Modern Engineering and Innovative Technologies. Issue №12/Part 3, pp. 15–24. DOI: 10.30890/2567–5273.2020–12–03–047.
Дмитриев А. С. Введение в нанотеплофизику / Дмитриев А.С. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2015, 793 с.
Квасников И. А. Термодинамика и статистическая физика Т.1: Теория равновесных систем. Термодинамика. Учебное пособие. Изд. 2-е сущ. перераб.и доп. – М.: Едиториал УРСС, 2002. — 240 с. в 3-х т.
Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Статистическая физика. Часть 1. — Издание 5-е. — М.: Физматлит., 2001. — 616 с. — («Теоретическая физика», том V).
Casas-Vazquez J., Jou D. Temperature in non-equilibrium states: a review of open problems and current proposals // Reports on Progress in Physics. 66. 2003. pp. 1937–2023. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0034-4885/66/11/R03.
Полевой В. Г. Теплообмен флуктуационным электромагнитным полем. — М.: Наука. — 1990. — 188 c.
Джексон Р. Г. Новейшие датчики. /Перевод с англ. — М.: Техносфера, 2007. — 386 с.
Дамаскин Б. Б. и др. Электрохимия/ Б.Б. Дамаскин, О.А. Петрий, Г.А. Цирина. — М.: Химия, КолосС, 2006. — 672 с.: ил.
References
Goldade V. A., Pinchuk L. S., Myshkin N. K. (ed.) (2009). Condensed Matter Physics: Study for Universities [Fizika kondensirovannogo sostoyaniya]. Minsk: "Belarusian Science". 648 p. [In Russian].
Baikov Yu. A., Kuznetsov V. M. (2020). Condensed matter physics: textbook, 4th ed. [Fizika kondensirovannogo sostoyaniya: uchebnoe posobie, 4-e izd.]. Moscow: Laboratory of Knowledge. 296 p. [In Russian].
Goodson K., Asheghi M. (1997). Near-field optical thermometry. Microscale Thermophysical Engineering, Vol. 1, Iss. 3, pp. 225-235. doi: 10.1080/108939597200241.
Hee Hwan Roh, Joon Sik Lee et al. (2006). Novel nanoscale thermal property imaging technique: The 2ω method. II. Demonstration and comparison. Journal Vacuum Science and Technology B, Vol. 24, Iss. 5, pp. 2405-2411. DOI: 10.1116/1.2353843.
Chirtoc M., Henry J. F. (2008). 3ω hot wire method for micro-heat transfer measurements: From anemometry to scanning thermal microscopy (SThM). The European Physical Journal Special Topics, Vol. 153, pp. 343 -348. doi: 10.1140/epjst/e2008-00458-8.
Ziman J. M. (1979). Models of Disorder: The Theoretical Physics of Homogeneously Disordered Systems, 598 p.
Belyaev A. P. (ed.) (2010). Physical and colloidal chemistry: textbook [Fizicheskaya i kolloidnaya himiya: uchebnik]. M.: GEOTAR-Media, 704 p. [In Russian].
Loshickij P. P., Minzjak D. Ju. (2012). Research on non-invasive diagnostic and therapeutic methods [Issledovanie neinvazivnyh metodov diagnostiki i terapii]. Medical Informatics and Engineering [Medychna informatyka ta inzheneriia], Iss. 2, pp. 53–59. [In Russian].
Loshickij P. P., Ustenko K. S. (2020). Remote identification of liquids in closed dielectric containers [Distancionnaja identifikacija zhidkostej v zakrytyh dijelektricheskih emkostjah]. Modern Engineering and Innovative Technologies, Iss.12, part 3, pp. 15-24. doi: 10.30890/2567-5273.2020-12-03-047. [In Russian].
Dmitriev A. S. (2015). Introduction to nano-thermal physics. M.:BINOM, 793 p. [In Russian].
Kvasnikov I. A. (2002). Thermodynamics and Statistical Physics Vol.1: Theory of Equilibrium Systems. Thermodynamics. 2nd ed. [Termodinamika i statisticheskaja fizika T.1: Teorija ravnovesnyh sistem. Termodinamika. Uchebnoe posobie. Izd. 2-e], Moscow: Editorial URSS, 240 p. [In Russian].
Landau L. D., Lifshits E. M. (2001). Statistical physics. Part 1. Edition 5th. M .: Fizmatlit., 2001 . 616 p. - ("Theoretical Physics", volume V). [In Russian].
Casas-Vazquez J., Jou D. (2003). Temperature in non-equilibrium states: a review of open problems and current proposals. Reports on Progress in Physics, Vol. 66, No. 11, pp. 1937-2023.
Polevoy V. G. (1990). Heat exchange by a fluctuation electromagnetic field. Moscow: Nauka, 188 p. [In Russian].
Jackson R. G. (2004). Novel Sensor and Sensing. Institute of Physics Publishing. doi: 10.1201/9780429138348.
Damaskin B. B., Petrij O. A. and G.A. Cirina. (2006). Electrochemistry [Jelektrohimija]. Moscow: Himija, KolosS, 672 p. [In Russian].
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Кирило Устенко
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у нашому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована нашим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у нашому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення рукопису роботи авторами в мережі Інтернет (наприклад, на arXiv.org або на особистих веб-сайтах). Причому рукописи статей можуть бути розміщенні у відкритих архівах як до подання рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання. Це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії, позитивно позначається на оперативності ознайомлення наукової спільноти з результатами Ваших досліджень і як наслідок на динаміці цитування вже опублікованої у журналі роботи. Детальніше про це: The Effect of Open Access.
