Теплофизика. Учебное пособие

системы. В депрессивном состоянии покончил жизнь самоубийством в гостиничном номере г. Дуино, Италия, 5 сентября 1906 г.

Макс Карл Эрнст Людвиг Планк (23.04.1858–04.10.1947) –

немецкий физик-теоретик, основоположник квантовой теории, член Берлинской академии наук (1894 г.). Родился в Киле, окончил Мюнхенский университет (1878 г.), где в 1879 г. получил степень доктора философии. Работал в Мюнхенском университете (1880–1885 гг.), профессор теоретической физики Кильского (1855–1888 гг.) и Берлинского (1889–1926 гг.) университетов. Работы М. Планка относятся к термодинамике, теории теплового излучения, теории относительности, квантовой теории, истории и методологии физики, философии науки. В 1900 г. вывел закон распределения энергии собственного излучения в спектре абсолютно черного тела, ввел фундаментальную постоянную (постоянная Планка). Формула закона излучения Планка сразу же получила экспериментальное подтверждение. 14 декабря 1900 г. – день, когда Планк доложил в Немецком физическом обществе о теоретическом выводе закона излучения, считается датой рождения квантовой теории (Нобелевская премия, 1918 г.). Революционную идею «квантов действия» Планка в 1905 г. использовал А. Эйнштейн, распространив ее на сам процесс излучения и предсказав фотон. Планк одним из первых понял, принял и поддерживал теорию относительности. В 1906 г. вывел уравнение релятивистской динамики, получил выражение для энергии и импульса электрона. Он же ввел термин «теория относительности» (1906 г.) и в 1907 г. провел обобщение термодинамики в рамках специальной теории относительности. М. Планк сформулировал общие положения законов химического равновесия в газах и разбавленных растворах. По словам А. Эйншнейна, М. Планк «убедительно показал, что кроме атомистической структуры материи существует своего рода атомистическая структура энергии». Активная борьба М. Планка против физического идеализма на рубеже XIX–XX вв. сыграла важную роль в истории развития познанния.

Вильгельм Вин (13.01.1864–30.08.1928) – немецкий физик, член-

корреспондент Берлинской академии наук, окончил Берлинский университет (1886 г.). В 1890–1902 гг. работал ассистентом Гельмгольца в Физико-техническом институте (Берлин). В 1900–1920 гг. – профессор Вюрцбургского, в 1920–1928 гг. Мюнхенского университетов. Автор научных исследований в области теории теплового излучения, оптики, термодинамики, гидродинамики, электрических разря-

81

дов в газах. В 1893 г. распространил понятие температуры и энтропии на тепловое излучение. Автор закона смещения Вина (1893 г.) и модели абсолютно черного тела в виде полости с внутренними зеркальными стенками и узким отверстием. Развил идеи Кирхгофа (совместно с О. Люммером) об абсолютно черном теле. В 1896 г. вывел закон распределения энергии в спектре абсолютно черного тела для области коротких длин волн (закон излучения Вина). Лауреат Нобелевской премии (1911 г.) за развитие квантовой теории. Исследовал электрическую проводимость в металлах, катодные и рентгеновские лучи, в 1907 г. измерил длину волны рентгеновского излучения.

Людвиг Прандтль (04.02.1875–15.08.1953) – немецкий физик один из основателей экспериментальной аэродинамики, директор института гидроаэродинамики кайзера Вильгельма в Геттингене (1925–1947 гг.). В 1894 г. поступил в Мюнхенский технический университет, который закончил через шесть лет со степенью PhD по гидромеханике; там же в 1900 г. защитил докторскую диссертацию.

В1901 г. Прандтлю предложили место профессора гидромеханики в технической школе Ганновера (позже – Ганноверский университет). Л. Прандтль внес существенный вклад в основы гидродинамики и разработал теорию пограничного гидродинамического слоя. В честь его заслуг один из критериев подобия был назван критерием Прандтля, а устройство для измерения давления воздушного потока – трубкой Прандтля. В 1904 г. он опубликовал фундаментальную работу «Течение жидкости с малой вязкостью», в которой впервые описал теорию пограничного слоя (используемую и в настоящее время) и его роль на срыв потока и явление сваливания при полете самолетов. Совместно с другими исследователями изучал подъемную силу реального аэродинамического крыла, результаты исследования известны как «Теория крыла Ланчестера–Прандтля». В 1908 г. Л. Прандтль и его студент Теодор Майер впервые предложили теорию сверхзвуковой волны, которая стала научной основой строительства в 1909 г. в Геттингене первой в мире сверхзвуковой аэродинамической трубы.

В1929 г. он совместно с Адольфом Буземанном предложил метод проектирования сверхзвукового сопла. Студент Л. Прандтля Теодор фон Карман развил теорию сверхзвукового течения. До 1945 г. Л. Прандтль сотрудничал с рейхсминистерством авиации Германии. Среди его работ – труды по метеорологии, теории упругости, сжимаемости жидкости при сверхскоростном течении (эффект Прандтля– Глоерта). Работал профессором в университете Ганновера, а с 1904 по 1953 гг. – в университете Геттингена.

82

Джеймс Хопвуд Джинс (11.09.1877–19.09.1946) – британский фи-

зик-теоретик, астроном, математик. Окончил в 1900 г. Тринитиколледж Кембриджского университета, там же преподавал. В 1904 г. начал работать в Принстонском университете в США профессором прикладнойматематики, в1910 г. вернулсявКембридж. 1923–1944 гг. – сотрудник обсерватории Маунт-Вилсон в США, в 1935–1946 гг. – профессор астрономии Королевской ассоциации в Лондоне. Внес существенный вклад в квантовую теорию, теорию теплового излучения и эволюцию звезд. Считается одним из основателей космологии в Великобритании (наряду с Артуром Эддингтоном). В 1905 г. установил закон распределения энергии собственного излучения абсолютно черного тела в длинноволновой области спектра (закон излучения Рэлея–Джинса). Разработал популярную в 20–30-х гг. ХХ в. приливную теорию создания Солнечной системы (опровергнута в середине 1930-х гг.). Опроверг теорию Лапласа о формировании Солнечной системы, создал основу теории гравитационной неустойчивости – поведение газовых уплотнений под действием сил тяготения (1929 г.) С 1906 г. – член Лондонского королевского общества. В 1928 г. посвящен в рыцари. В честь его заслуг кратер на Луне и кратер на Марсе носят имя кратер Джинс.

Эрнест Крафт Вильгельм Нуссельт (25.11.1882–01.09.1957) –

немецкий инженер, ученый. Родился в Нюрнберге. Изучал механизмы в технических университетах Берлина, Мюнхена, Шарлоттенбурга. Защитил докторскую диссертацию в 1907 г. на тему «Теплопроводность изоляционных материалов». В 1915 г. опубликовал научную работу «Основные законы переноса тепла», в которой впервые предложил безразмерные комплексы физических величин, известные теперь как критерии или числа подобия. Исследовал явление пленочной конденсации пара на вертикальных поверхностях, процесс сжигания пылевидного угля, аналогию процессов тепло-массообмена при испарении воды. Основными математическими работами Нуссельта являются решения задач теплообмена при ламинарном движении жидкости в трубах, при поперечном обтекании труб, основы теории регенераторов. С 1909 по 1952 г. работал профессором университетов Дрездена, Карлеруэ, Мюнхена.

83

Литература

Теплотехника металлургического производства: Теоретические основы: Учеб. пособие для вузов / В.А. Кривандин, В.А. Арутюнов, В.В. Белоусов и др. М.: Учеба, 2002. Т. 1. 608 с.

Jsachenko V., Osipova V., Sukomel A. HEAT TRANSFER. М.: Mir Publishers, 1974. 568 p.

84

Приложение

85

Таблица П3

Внесистемные единицы измерения физических величин (conversion factors)

86

Учебное издание

Прибытков Иван Алексеевич

ТЕПЛОФИЗИКА

Учебное пособие

Редактор Н.Э. Хотинская

Компьютерная верстка М.А. Шамарина

Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», 119049, Москва, Ленинский пр-т, 4

Издательский Дом МИСиС, 119049, Москва, Ленинский пр-т, 4

Тел. (495) 638-45-22

Отпечатано в типографии Издательского Дома МИСиС 119049, Москва, Ленинский пр-т, 4

тел. (499) 236-76-17, тел./факс (499) 236-76-35

87