科学效应与知识库

E 7 形状记忆合金
单程记忆效应：低温变形，加热恢复。
双程记忆效应：加热恢复高温相形状，冷却恢复低温相形状。
全程记忆效应：加热恢复高温相形状，冷却时变为形状相同而 取向相反的低温相形状。 【50％Ti＋50％Ni】，Au-Cd、Ag-Cd、Cu-Zn、Cu-Zn-Al、CuZn-Sn、Cu-Zn-Si、Cu-Sn、Cu-Zn-Ga、In-Ti、Au-Cu-Zn、 NiAl、Fe-Pt、Ti-Ni、Ti-Ni-Pd、Ti-Nb、U-Nb和Fe-Mn-Si。 特点：弯曲量大、塑性高、装夹力大。
P外 P0 R r cos
2 P外 P 内 R P 内 PA
T R
P0
P0
r 2 cos P0 PA r A 2 cos PA P0 P0 r 2 cos PB PA gh ( P0 ) gh
· · · ·
P0
A
h
C
E 21 扩散
物质分子从高浓度区域向低浓度区域转移，直到均匀分布的现象。扩 散的速率与物质的浓度梯度成正比。 由于分子(原子等)的热运动而产生的物质迁移现象．一般可发生在一 种或几种物质于同一物态或不同物态之间，由不同区域之间的浓度差 或温度差所引起，前者居多．一般从浓度较高的区域向较低的区域进 行扩散，直到同一物态内各部分各种物质的浓度达到均匀或两种物态 间各种物质的浓度达到平衡为止．显然，由于分子的热运动，这种 “均匀”、“平衡”都属于“动态平衡”，即在同一时间内，界面两 侧交换的粒子数相等；在电学中半导体PN结的形成过程中，自由电 子和空穴的扩散运动是基本依据．扩散速度在气体中最大，液体中其 次，固体中最小，而且浓度差越大、温度越高、参与的粒子质量越小， 扩散速度也越大．
扭转
弯曲
纵向形变
F
A0
简单拉伸
A
拉伸应力 = F / A0 （A0为材料起始截面积） 拉伸应变e = （l - l0）/l0 = Dl / l0 F
l
F
l0 Dl F
A0
F
F
一点弯曲
F
三点弯曲 剪切应变 = tg 剪切应力s = F / A0
A0

F
剪切
材料经压缩以后，体积由V0缩小为V，则 压缩应变： V = （V0 - V）/ V0 = DV / V0
化学吸附：以类似于化学键力相互吸引，吸附热较大。如许多催化剂对 气体的吸附。被吸附气体需在高温下才能解脱，且大都是不可逆过程。 常见吸附剂有活性炭，硅胶，活性氧化铝，硅藻土等。电解质溶液中生 成的许多沉淀，如氢氧化铝，氢氧化铁，氯化银等也具有吸附能力。
应用：干燥气体，分离、提纯物质，作催化剂提高化学反应速度。
F P S
E 9 浮力（阿基米德定理）
浸在流体里的物体受到向上的浮力作用，等于被排开的流体 的重力。物体全浸在液体中时，所受压强差、压力差和浮力 均与物体没入液体的深度无关。
F ρ 液体 gV排
E 10 伯努利定律 v2
P1 V h 恒定量 r 2g
2
v1
Sv 恒量
A
流速计 (比多管）
直接热源加热是将热能直接加于物料，如烟道气加热、电 流加热和太阳辐射能加热等。间接热源加热是将上述直接 热源的热能加于一中间载热体，然后由中间载热体将热能 再传给物料，如蒸汽加热、热水加热、矿物油加热等。
E 26 热传导
物体仅依靠物质分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而使 热量从高温部分向低温部分传递的现象。只有在固体中才是纯 粹的热传导。物体或系统内的各点间的温度差，是热传导的必 要条件。导热速率决定于物体温度分布情况。 微观过程：高温部分晶体结点上的微粒振动动能较大。因微粒 振动互相联系，动能由动能大的部分向动能小的部分传递。在 固体中热的传导就是能量的迁移。 一般电导体也是热的良导体。金属都是热的良导体。瓷、木头 和竹子、皮革、水都是不良导体。最善于传热的是银，其次是 铜和铝．最不善于传热的是羊毛、羽毛、毛皮、棉花，石棉、 软木和其他松软的物质。液体，除了水银外，都不善于传热， 气体比液体更不善于传热。
液压原理：由两个大小不同的液缸组成，充满水或油。两个液缸里各 有一个活塞，如果在小活塞上加一定压力，小活塞将这一压力通过 液体压力传递给大活塞。
F F2 1 S1 S2
E 16 气穴现象
由于机械力如旋转机械力产生的致使液体中的低压气泡突然 形成并破裂的现象。 水的气穴现象技术指冲击波到达水面后,使水面快速上升,并 在一定的水域内产生很多空泡层,最上层空泡层最厚,向下 逐渐变薄.随着静水压力的增加,超过一定的深度后,便不再 产生空泡。声波的气穴现象研究，用20至40千赫的声波进 行了实验,声波在浓硫酸液体中产生高密度与低密度2个快 速交替的区域,使得压力在其间震荡,液体中的气泡在高压 下收缩,低压下膨胀.压力的变化非常快,致使气泡向内炸裂, 有足够的力量产生热,这一过程被称为声学的气穴现象。
形状记忆合金能撑起自重100倍 以上的重量，马达驱动力可达自 重50倍，而蚂蚁和人则分别是20 倍和2倍。
E 8 压强
压强是表示压力形变效果的物理量。 液压原理：液体内部向各个方向都有压强，压强随液体 深度增加而增大，同种液体在同一深度各处，各个方向 压强相等；不同液体在同一深度产生的压强与液体密度 有关。
E 4 弹性形变
弹性形变是指固体受外力作用而使各点间相对 位置的改变，当外力撤消后，固体又恢复原状 谓之“弹性形变”（胡克定律）。
Fkx
E 5 塑性形变
物质（包括流体及固体）在外力作用下形变，当外力撤除或 消失后该物体不能恢复原状的物理现象。
所有固体金属都是晶体，无外力作用时，原子在晶体所占的 空间内有序排列，处于平衡态。外力会造成原子排列畸变， 引起金属形状与尺寸变化。足够大的外力使晶体中一部分 原子相对于另一部分产生较大错动，就发生了永久改变。 可以把金属材料加工成所需要的各种形状和尺寸的制品， 还可以改变金属的组织和性能。
科学效应
河南工业职业技术学院 柔性制造工程技术研究中心
石社轩
2011.11.18
1
E 1 惯性力
当物体加速时，使物体保持原有运动状态的倾向，看起 来仿佛有方向相反的力作用在该物体上，称之为惯性力。
F ma
E2 标记物
怎样判断刀具的磨损程度？
E 3 形变
物体因外因或内在缺陷在外力作用下伸长、缩短、弯曲等 相对位置发生变化的过程。 体积形变 微小形变 切变
E 24 渗透
两种不同浓度的溶液隔以半透膜（允许溶剂分子通过，不允 许溶质分子通过），水分子或其它溶剂分子从低浓度溶液 通过半透膜进入高浓度溶液中的现象。或水分子从水势高 的一方通过半透膜向水势低的一方移动的现象。
条件：半透膜、细胞内外浓度差
E 25 加热
加热是指热源将热能传给较冷物体而使其变热的过程。
条件：圆形管道，水平放置，稳定流动
管道两端压强差
p1 p2 4 QV ( )R 8
粘滞系数
2
管道半径
管道长度
平均流速
QV R v （p1 p2 ） s 8
斯托克斯阻力定律
粘滞阻力
F 6 rv
小球半径
粘滞系数
小球速度
4 3 4 3 6 rv 0 g r r g 3 3
E6 包辛格效应Bauschinger effect
由多晶体材料晶界间残余应力引起。O和E分别表示应力和 应变。具强化性质的材料受拉力超过屈服极限A后进入强化 阶段AD。若在B卸载，则再受拉时，拉伸屈服极限由没有 塑性变形时的A点提高到B点。 若卸载后反向加载，则压缩 屈服极限绝对值由没有塑性变 形时的A‘点降低到B’点。ACC’ 线 是对应更大塑性变形的加载-卸 载-反加载路径，C和C‘点分别为 新的拉伸屈服极限和压缩屈服 极限。
E 17 电液压冲击
高压放电下液体的压力急剧升高的现象。
E 18 混合物分离
过滤 （重） 结晶 升华 分馏 液化 分离不溶性固体和液体 粗盐提纯时把粗盐溶于水，经过滤把不溶于水的杂 质除去 KNO3溶解度随温度变化大，NaCl溶解度随温度变化 小，可用此法从二者混合液中提纯KNO3 粗碘中碘与钾、钠、镁的卤化物的分离 石油的分馏 合成氨平衡混合气体中氨的分离，先水冷使氨液化 溶解度不同的固体与固体 固体与有升华特点的固体杂质分离 沸点不同的液体混合物 利用气体混合物中某组分易液化的特点的分 离方法 利用溶质在两种互不相溶的溶剂里的溶解度 不同的分离方法 不互溶液体的分离 分离胶体和溶液 某些物质在加某些无机盐时，其溶解度降低 而凝聚的性质来分离物质 气体混合物除杂
B
PB PC P0
2 cos ( P0 ) gh P0 r
r
h
2 cos rg
(植物水分的输送、动物毛细血管)
气体栓塞 液体在细管中流动时，如果液体中有较多气泡，液体的 流动可能发生阻塞。 P P左 P左 = P右 P右 P P DP P左 P左 < P右 P P右
发生相变时，有体积变化同时有热量吸收或释放，称为“一级 相变”。例如，在1大气压0℃情况下，1千克冰转变成同温度 水要吸收79.6千卡热量，同时体积亦收缩。一级相变的特点是 两相化学势相等，但有体积改变并产生相变热。也就是说，在 相变点，两相化学势的一级偏微商不相等。
E 20 二级相变
在发生相变时，体积不变化的情况下，也不伴随热量的吸收和释放， 只是热容量、热膨胀系数和等温压缩系数等的物理量发生变化，称为 二级相变。正常液态氦（氦Ⅰ）与超流氦（氦Ⅱ）之间的转变，正常 导体与超导体之间的转变，顺磁体与铁磁体之间的转变，合金的有序 态与无序态之间的转变等都是典型的二级相变的例子。 大多是发生在极低温度时的相变。例如，在居里点铁磁体转变为顺磁 体，在零磁场下超导体转变为正常导体，液态氦Ⅱ与液态氦Ⅰ之间的 λ相变等。二级相变的特点是，两相的化学势和化学势的一级偏微商 相等，但化学势的二级偏微商不相等。因此在相变时没有体积变化和 潜热(即相变热)。在相变点，两相的体积、焓和熵的变化是连续的。 故这种相变也称为连续相变。