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科学家提供了对“通过冷却”效果函数的“加热方式的重要线索

时间：2022-01-30 10:25:06 来源：

空间中颗粒气体聚集颗粒气体的艺术者印象。Nikolai Brillerov教授

莱斯特数学家已经开发了一个解释“通过冷却加热”的理论，其中粒状气体的温度增加，而总能量下降 - 一种可以在地球和空间中观察到的特殊现象。

颗粒气体是可以观察到这种科学谜团的少数个例子之一。这些系统以气溶胶的形式广泛蔓延，地球上的烟雾，或以空间的星际灰尘，行星环和原型行星圆盘形式。

通过冷却效果的令人惊叹的“加热”在物理术语中对应于负热容量。聚集颗粒气体是世界上的第二个目的，在引人注目的系统之后，这表现出这种惊人的特性。

我的部分温度。部分温度的演变，TI，I的λλI - 对于107颗粒的粒状气体为1 = 2 = 4/3，A= 0.1，= ε0.99。最初，单体气体具有温度，T1（0）= 1。当温度遵循Haffs Lave的温度，当几乎所有碰撞时，当温度遵循HaffS法，T〜T−2和冷气体时，虚线显示了热气（非聚集冷却−的制度）的限制案例。 T1/3。Nikolai V.Flustrillov等，自然通信，DOI：10.1038 / S41467-017-02803-7

“从中学我们被教导那种温度意味着能量 - 温度越高，能量越大。如果一个系统失去能量，它的温度下降，“莱斯特大学的莱斯特大学数学系的尼古拉伊·辉煌教授领导了研究。“令人惊讶的是，颗粒气体并不总是如此。”

国际科学家群体凭借粒状气体函数的重要条件，并展示了在自然沟通，自然通信中发表的论文中，他们为这一现象建立了稳固的数学基础。

他们已经详细阐述了一种新的数学工具 - 广义smoluchowski方程。虽然古典Smoluchowski方程仅为多个世纪，但仅仅涉及附聚物浓度的演变，新方程也描述了附聚物温度的演变。

不同聚集机制温度的演变。增加温度的温度生长速度取决于聚集机制，通过参数量Λ化。该参数表征聚合屏障对附聚尺寸的依赖性。n= ε107，= 0.99，a= Λ0.1，= 0.4，因β此−= 0.173，见方程。（21）; BSameΛ但= 1.6，因β此−= 0.941。随着价值的增加Λ，温度的增加变得更加陡峭，同意理论上预测，T〜T | T〜T.Nikolaiβ V.FlustleOVβ等，自然通信，DOI：10.1038 / S41467-017-02803- 7.

通过广泛的计算机模拟，系统的直接微观建模已经证实了这种令人惊讶的政权和理论的其他预测。

还表明，尽管其特殊性，但是可以在自然条件下的许多系统中观察到“通过冷却加热”。然而，颗粒间力必须符合重要的前提 - 吸引力应随凝聚尺寸的增加而增加。

“了解聚集颗粒气体的进化的不同政权对于理解这些系统所涉及的许多自然现象来说是重要的，”辉煌教授。

出版物：Nikolai V.Flustrillov等，等，“冷却颗粒气体的温度，”自然通信，第9卷，物品编号：797（2018）DOI：10.1038 / S41467-017-02803-7


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