Механокалорический эффект

Механокалори́ческий эффе́кт, охлаждение сверхтекучего жидкого гелия, вытекающего из сосуда через канал с большим гидродинамическим сопротивлением (тонкий капилляр или пористую перегородку), сопровождаемое нагревом оставшегося в сосуде гелия. Mеханокалорический эффект обнаружен в сверхтекучем ${\displaystyle ^{4}{He}}$ в 1939 г. английскими физиками Дж. Доунтом и К. Мендельсоном. Они показали, что при быстром вытекании сверхтекучего жидкого гелия из закрытого сосуда Дьюара через мелкопористую пробку температура в сосуде повышается примерно на 0,01 К.

Mеханокалорический эффект возникает вследствие того, что тонкие отверстия (для
${\displaystyle ^{4}{He}}$ диаметр отверстий менее 1 мкм, для ${\displaystyle ^{3}{He}}$ – порядка 10 мкм) действуют как «энтропийный фильтр», преимущественно пропуская не переносящую теплоту сверхтекучую компоненту жидкости (Ландау, теория сверхтекучести). При небольших перепадах давления процесс протекает почти обратимо и прекращается, если при разности давлений ${\displaystyle {\Delta p}}$ устанавливается разность температур ${\displaystyle {\Delta T}}$ такая, что ${\displaystyle {\Delta p=\rho S\Delta T}}$, где ${\displaystyle {\rho }}$ – плотность гелия, ${\displaystyle {S}}$ – энтропия единицы массы гелия. Обратный процесс называют термомеханическим эффектом.

На основе механокалорического эффекта физиком В. M. Пешковым в 1948 г. создан излучатель волн второго звука, представляющий собой пористую перегородку, разделяющую ванну с жидким гелием на два объёма. Периодические изменения давления с одной стороны от перегородки вызывают появление осциллирующего противотока сверхтекучей и нормальной компонент жидкости с другой стороны перегородки и генерируют волны второго звука (колебания температуры и энтропии).