Нитиноловый тепловой двигатель бенкса. Эффекты памяти

Ваяла тут письменные задания разные... Может, кому-то понадобится..)) Я сама долго морочилась летом, что у меня с памятью в 40 лет, как я учиться буду))

Есть эффекты памяти, предполагающие высокие результаты запоминания при следовании определенным условиям.

1. Эффект ассоциаций - зависимость процессов запоминания, сохранения и восстановления информации от ассоциативных связей между ее фрагментами или фрагментами другой информации по параметрам схожести, контрасту, смысловому содержанию и смежности.
При ассоциативном связывании информации с уже знакомыми понятиями новое усваивается лучше.

2. Эффект осознания - процессы памяти зависят от степени осмысленности информации, подлежащей запоминанию, сохранению и последующему восстановлению.

3. Эффект эмоциональной окраски фиксирует зависимость памяти от уровня эмоциональной реакции индивида, сопровождающей процессы запоминания, сохранения, восстановления и забывания информации.

4. Эффект первичности говорит о более высокой вероятности припоминания нескольких первых элементов расположенного в ряд материала по сравнению со средними элементами.

5. Эффект установки - если человек сам себе дал установку запомнить информацию, то запоминание произойдёт легче.

6. Эффект действия - информация, участвующая в деятельности (т.е. если происходит применение знаний на практике) запоминается лучше.

7. Эффект повторения - лучше всего запоминается информация, которую повторили несколько раз.

8. Эффект незавершенности (или эффект Зейгарник) - эффект, состоящий в зависимости эффективности запоминания материала (действий) от степени законченности действий. Зейгарник эффект назван по имени открывшей его в 1927 г. ученицы К. Левина - Б. В. Зейгарник.
Суть феномена состоит в том, что человек лучше запоминает действие, которое осталось незавершенным. Это объясняется той напряженностью, которая возникает в начале каждого действия, но не получает разрядки, если действие не закончилось.

Эффект препятствий – можно назвать и разновидностью эффекта незавершенности. В своих исследованиях А.А.Смирнов (сторонник теории деятельности) установил, что действия запоминаются лучше, чем мысли, а среди действий, в свою очередь, прочнее запоминаются те, которые связаны с преодолением препятствий, в том числе и сами эти препятствия.

9. Эффект реминисценции – улучшение со временем воспроизведения заученного материала без дополнительных его повторений. Чаще всего это явление наблюдается при распределении повторений материала в процессе его заучивания, а не при запоминании сразу наизусть. Отсроченное на несколько дней (2 ¼ 3 дня) воспроизведение нередко дает лучшие результаты, чем воспроизведение материала сразу после его заучивания. Реминисценция, вероятно, объясняется тем, что со временем логические, смысловые связи, образующиеся внутри заучиваемого материала, упрочиваются, становятся более ясными, очевидными.

10. Эффект мотивированного забывания по Фрейду гласит, что человек имеет склонность к забыванию психологически неприятного. Особенно часто такое мотивированное забывание неприятных намерений и обещаний проявляется в тех случаях, когда они связаны с воспоминаниями, порождающими отрицательные эмоциональные переживания.

11. Эффект интерференции - (интерференция, что в переводе со старофранцузского означает «мешать друг другу») - явление взаимного негативного влияния одной информации на другую при ее последовательном поступлении в память.
Выделяют два типа интерференции:
- прогрессивную (в смысле воздействия на будущее), при которой ранее поступившая информация стирает следы вновь поступающей (например, новосел, долго проживший по одному адресу, сначала указывает не новый, а старый адрес).
- регрессивную (в смысле воздействия на прошлое), при которой вновь поступающая информация стирает следы ранее поступившей (так, если студент не отрабатывал материалы лекций в течение семестра, то изучение текста непосредственно перед экзаменом приведет к тому, что, дочитав последнюю страницу лекции 15, он на 25-30% забывает текст первой лекции). Вновь поступающий материал как бы накладывается на уже существующий, приводя к разрушению ассоциативных связей.

Виды торможений при эффекте интерференции:

Проактивное торможение (лат. pro – перед чем–то + activus – деятельный) - затормаживание запоминания под влиянием предшествующей деятельности. Это происходит тем более выражено, чем более схож новый материал с тем, который был уже заучен.

Ретроактивное торможение (лат. retro – назад + actio – действие) - негативное влияние деятельности, которая следовала сразу за заучиванием, на последующее воспроизведение заученной информации. Сила ретроактивного торможения увеличивается в зависимости от степени сходства между материалом для заучивания и содержанием затормаживающей запоминание деятельности (при значительной ее интересности, связью с эмоциями, или повышенных требованиях к энергозатратам). В качестве механизма ретроактивного торможения выступает запредельное торможение или отрицательная индукция нервных процессов.

Запредельное торможение (охранительное торможение) - форма коркового торможения, которая представляет собой развитие процессов торможения деятельности нервных клеток головного мозга при достижении силы раздражения критической, биологически допустимой границы.

12. Эффект края - разновидностью эффекта интерференции. Заключается в том, что человек обычно лучше помнит события, произошедшие в начале и в конце наблюдения и/или деятельности, и легче забывает то, что происходило в середине (например, люди хорошо помнят первую учительницу, первую зарплату, последний развод и т.п.). При запоминании ряда однородной информации лучше всего по памяти воспроизводится его начало и конец.

13. Эффект Ресторфф - называемый иначе эффект изоляции, эффект человеческой памяти, когда объект, выделяющийся из ряда сходных однородных объектов, запоминается лучше других.

Работа фон Ресторфф (1906−1962) была проведена в ряду других исследований по влиянию структуры материала на эффективность запоминания, проводимых представителями школы гештальтпсихологии в 1920-30-е годы. Явление, названное эффектом Ресторфф, было описано в работе, опубликованной в 1933 г., и интерпретировано в соответствии с теорией Гештальта: числа, включенные в ряд слогов, запоминались лучше, чем слоги, в силу того что они образуют целостную фигуру на фоне остальных элементов ряда.
Впоследствии, значительная работа над объяснением и интерпретацией различных эффектов памяти, в том числе эффекта изоляции, в ключе деятельностной и личностной психологии памяти была проведена представителями советской школы психологии, например, в исследованияхГ. К. Середы.

14. Эффект позитивного переноса, когда предыдущая информация способствует запоминанию новой. Этот феномен наблюдается, например, у бывалого автолюбителя, когда он после смены марки автомобиля начинает обучаться вождению новой марки автомобиля. Аналогичный эффект присутствует у полиглота, приступающего к изучению очередного иностранного языка.

15. Эффект обратного хода памяти Рибо свидетельствует, о том, что пожилой человек может до деталей воспроизвести события давно прошедших дней и тут же забыть события сегодняшнего.

16. Гало–эффект (англ. halo – ореол, сияние и лат. effectus – действие, результат) - влияние общего впечатления о человеке (или событии) на актуальное восприятие и/или воспроизведение из памяти его частных характеристик.

Мозг человека – сложный и загадочный орган, и даже сейчас мы знаем далеко не все о том, как он работает. Почему запоминаются одни события и забываются другие? Как улучшить память и до старости сохранить интеллектуальную активность?

Сегодня мы расскажем о некоторых интересных особенностях запоминания и забывания.

Источник: depositphotos.com

Эффект ластика

Человек всегда мечтает сохранить в памяти радостные, приятные события и поскорее забыть все, что его огорчает. К сожалению, мы не всегда властны над нашей памятью. Мозг порой сам выбирает, что ему помнить, а что забыть, не слишком опираясь при этом на наши желания.

По мнению ученых, лучше всего «застревают» в памяти события яркие (вне зависимости от их эмоциональной окраски). Рутинные повседневные впечатления запоминаются плохо, хотя и повторяются гораздо чаще. Эта особенность работы мозга носит название «эффект ластика».

Запоминание с помощью проговаривания

Организм человека по мере возможности защищает себя от перегрузок, в том числе эмоциональных. Вот почему механизм запоминания снабжен своеобразным фильтром, отсекающим те события и впечатления, которые мозг считает непригодными для длительного хранения. Однако при необходимости этого «сторожа» можно обмануть, используя способ проговаривания. Он состоит в том, что человек мысленно многократно повторяет слова и фразы, описывающие событие, которое он хотел бы запомнить. Несмотря на простоту метода, он работает, и такие воспоминания действительно сохраняются годами.

Использование жизненного опыта при запоминании

Изучая проблемы памяти, ученые обнаружили, что люди, которые много читают, даже в солидном возрасте быстрее и подробнее запоминают события собственной жизни, чем их сверстники, не утруждающие себя чтением.

Как выяснилось, дело тут не столько в механической тренировке памяти (которая тоже имеет место), сколько в способности мозга фиксировать информацию, соотнося ее с жизненным опытом человека. А так как у читающих людей кроме чисто событийного опыта есть еще и опыт эмоциональный, почерпнутый из художественной литературы, их память работает эффективнее.

Запоминание с помощью визуализации

У большинства людей зрительная память развита лучше, чем слуховая или тактильная. Данное свойство можно использовать, когда нужно что-то запомнить. Немного потренировавшись, вы сможете научиться мысленно создавать своеобразный видеоряд, воображая картины, которые ассоциируются с у вас, например, с каким-либо стихотворением. Когда это войдет в привычку, запоминать то, что вам нужно, станет проще.

Неосознанное запоминание

Одним из свойств человеческого мозга является способность к непроизвольному запоминанию. Действительно, мы порой даже не знаем о том, какой информацией владеем. Многие люди, которым случалось надолго оставаться в одиночестве, впоследствии отмечали, что с легкостью вспоминали длинные стихотворения и даже целые прозаические главы – части тех книг, которые они когда-то прочитали, но не пытались заучивать наизусть. Это свидетельствует о том, что наша память может содержать сведения, которые мы не намеревались хранить, и воспроизводить их в экстремальной ситуации.

Умственный труд против возрастного снижения памяти

Уже давно известно, что люди, всю жизнь занимавшиеся научными исследованиями, до глубокой старости сохраняют хорошую память. Поддержанию интеллектуальной активности способствуют, прежде всего, постоянные поиски и усвоение новой информации.

Как же быть тем людям, профессиональная деятельность которых не связана ни с наукой, ни с преподаванием? Они тоже способны обеспечить свою память регулярными тренировками. Долгое время считалось, что в роли таких упражнений должны выступать преимущественно действия, состоящие в механическом запоминании текстов (заучивание стихов) или использовании и расширении словарного запаса (разгадывание кроссвордов). Эти занятия, бесспорно, полезны, но наиболее эффективным способом тренировки памяти является усвоение информации, принципиально новой для данного человека. Именно оно позволяет формировать свежие нейронные связи в коре головного мозга и увеличивать их количество.

Согласно современным представлениям, лучше всего память сохраняется у тех людей, которые одновременно интересуются максимальным количеством самых разнообразных дел (анализируют политические события, изучают иностранные языки, занимаются рукоделием, растениеводством и кулинарией, следят за новостями культурной жизни, читают много художественной литературы, в зрелом возрасте водят автомобиль и т. д.). Проще говоря, широта интересов – наиболее эффективный способ достижения интеллектуального долголетия.

Ученые, изучавшие особенности человеческой памяти, установили следующее:

• чтобы в мельчайших подробностях вспомнить то, что ему нужно, человек должен остаться в очень тихом помещении в полном одиночестве. Дело в том, что мозг, избегающий перегрузок, воспринимает любой шум как помеху для воспроизведения хранящейся в памяти информации;
• процесс запоминания облегчается, когда человек сыт. После еды мозг получает ударную дозу глюкозы, и его работоспособность увеличивается;
• небольшой стресс тоже способствует запоминанию, так как при этом события приобретают эмоциональную окраску;
• тяжелые и продолжительные стрессы, напротив, притупляют память.

Изучение особенностей работы мозга продолжается. Исследователям предстоит раскрыть множество секретов, знание которых поможет людям сохранять здоровье, память и интеллектуальную активность до глубокой старости.

Видео с YouTube по теме статьи:

Что значит «запомнить в долговременную память »?

Это во-первых — запомнить, а во-вторых — повторить! Вот от этого и будем плясать 🙂

Данная статья носит обзорный характер и показывает основные способы запоминания и повторения, которые существуют. Каждому из этих способов будет уделена отдельная статья.

Запоминание и повторение

В своих тренингах и семинарах я регулярно повторяю, что процесс запоминания и повторения — разные. Чаще всего информацию пытаются запомнить зазубрив, а повторить — еще раз считывая, просматривая, прослушивая ее.

Это самый доступный и неэффективный способ.

В этой статье хочу осветить основные стратегии запоминания в долговременную память и их эффективность.

Если НЕ использовать техники запоминания, то достаточно сложно как-то разграничить процессы запоминания и повторения.

Например, я помню, как в школьные годы учил различные стихи, определения по физике, химии — это выглядело примерно так:

1. берешь учебник, читаешь определение, стараешься понять о чем, вообще, написано.
2. пытаешься повторить первую фразу определения, проговаривая ее много раз про себя (иногда, вслух) Повторяешь до тех пор, пока не кажется, что запомнил.
3. далее переходишь к следующей фразе и так же вслух ее много раз повторяешь. Далее пытаешься повторить много раз обе фразы вместе. Шаги 3-4 повторяются до тех пор, пока не зазубривается все определение
4. на следующий день пытаешься вспомнить. Как правило, какой-то кусочек определения забылся. Тогда — открываешь учебник, читаешь определение несколько раз, параллельно проговаривая про себя всё определение. Иногда даже создается ощущение — «Всё! Теперь точно запомнил!». Но после обнаруживается (обычно в самый ответственный момент), что тот кусочек все-таки не повторился должным образом.

Примерно так выглядели процессы запоминания и повторения, которые я обозначил зубрежкой и считыванием соответственно.

У большинства людей это происходит абсолютно так же.

По-другому же нас не учили запоминать?

Когда вы запоминаете информацию осознанно, кодируя её в визуальные образы, то здесь есть четкое отличие процессов повторения от запоминания.

Давайте я дам определения этих процессов:

• Зубрежка — многократное повторение информации
• Считывание — процесс восприятия информации с текстового, аудио, видео носителя.
• Запоминание — создание связей между элементами воспринимаемой информации
• Вспоминание — процесс активизации из памяти связей, созданных ранее (БЕЗ подглядывания в источник информации: книгу, видео, аудиозапись)
• — то же, что и вспоминание, но выполняется в определенные промежутки времени.

Хотите прямо сейчас улучшить свою память? Получите руководство по развитию памяти от рекордсмена России! Скачайте бесплатно методичку :

Таблица эффективности запоминания

Теперь, когда вы понимаете, чем отличаются выше описанные процессы, я представляю вам свою таблицу эффективности запоминания информации в долговременную память.

Она состоит из совокупности способ запоминания и повторения информации.

Сочетание способов расположено в порядке увеличения эффективности запоминания в долговременную память.

Все эти этапы проверены на собственном опыте, а так же студентами моих курсов.

1. Зубрежка + считывание
2. Зубрежка + вспоминание
3. Зубрежка + интервальное повторение
4. Мнемотехники + считывание
5. Мнемотехники + вспоминание
6. Мнемотехники + интервальное повторение

Таблица эффективности способов запоминания в долговременную память

Красным — запоминание
Синим — повторение
Цифры по возрастанию — эффективность совокупности приемов

Прокомментирую, почему именно такая таблица и почему лидер в ней — совокупность «мнемотехника»+»интервальное повторение».

Считывание информации дает вам практически нулевую полезность в плане запоминания. Если вы хотите повторить и запомнить надолго, то повторяйте только по памяти (процесс «вспоминание»)! Отвернитесь от листочка, компьютера, книги и попытайтесь самостоятельно извлечь данные, которые вы пытаетесь запомнить.

Если же вам это не удается сделать целиком, то подглядите в источник информации. Но! После обязательно повторите по памяти, не опираясь на источник.

Когда вы вспоминаете информацию, а не считываете, в мозгу активизируются связи, созданные при запоминании. Чем чаще они активизируются, тем прочнее они становятся и информация запоминается лучше. При простом считывании связи активизируются по минимуму.

Вспоминание в разы эффективнее и по сути единственное правильное повторение. Интервальное повторение (о нем поговорим позже) просто экономит вам еще больше времени при запоминании в долговременную память, но основа все та же — повторение по памяти.

С повторением разобрались. Теперь про запоминание.

Вообще, про запоминание у меня есть целый сайт — вот этот)) На котором вы сейчас находитесь. И весь это сайт посвящен тому, как эффективно запоминать. Совокупность приемов и техник эффективного запоминания называется «мнемотехника». Преимущественно это техники запоминания на основе представления информации в виде ярких визуальных образов и создания связи между ними.

Мнемотехника и программа ANKI

Что касается интервального повторения, то о нем будет отдельная подробная статья, вкратце опишу, почему это лучше.

Представьте, вы запомнили таблицу Менделеева. Чтобы вспомнить через 1 год вам нужно ее периодически повторять. Но когда именно? Первое, что приходит в голову — например, 1 раз в неделю. Это 52 раза в год.

Рабочая схема? Рабочая.

Но нюанс в том, что на практике вам не обязательно повторять ее так часто. Через несколько повторений, например 12-15 вы поймете, что знаете ее уже назубок.

Вопрос «Зачем тогда вам продолжать её так часто повторять? »

Этот вопрос, как раз и закрывает «интервальное повторение» . Оно позволяет вам повторять нужную информацию только в те промежутки времени, когда она может забыться и с таким минимальным количеством повторений, чтобы через 1-3-5 лет информация осталась у вас в памяти.

На данный момент лучшая программа, которая позволяет повторять вам информацию по принципу интервального повторения — ANKI. В нее в виде карточек вы загружаете интересующие вас данные и периодически (программа сама выдает информацию в нужное время) повторяете.

Мнемотехника в сочетании с интервальным повторением (программа ANKI) — это убойная вещь!

Конечно, «убойная» в плане эффективного обучения 🙂

Сами по себе они являются лучшими среди аналогичных приемов (мнемотехника лучше зубрежки, а интервальное повторение лучше ежедневного беспорядочного вспоминания)

Мнемотехника лучшее в запоминании!
ANKI (интервальное повторение) лучшее в повторении!

Поэтому связка «мнемотехники + интервальное повторение» дает наибольшую эффективность при запоминании в долговременную память.

Если у вас есть альтернативы, как сделать процесс запоминания на длинных временных дистанциях еще эффективнее или у вас остались вопросы, то пишите в комментарии.

Запоминание - это процесс памяти, посредством которого происходит запечатление следов, ввод новых элементов ощущений, восприятие, мышления или переживания в систему ассоциативных связей. Основу запоминания составляет связь материала со смыслом в одно целое. Установление смысловых связей - результат работы мышления над содержанием запоминаемого материала.Может быть произвольным и не произвольным .

Поставленная цель - запомнить - играет важную роль, определяя собой всю деятельность запоминания. Исследования П. И. Зинченко и Смирновой.

1 кривая забывания – зависимость эффективности памяти от времени(выученныйматериал уже в первые минуты и часы во многом забывается, если повторять материал, то запоминание улучшиться и кривая пойдет вверх). Эббингауз В ходе опытов было установлено, что после первого безошибочного повторения серии таких слогов забывание идет вначале очень быстро. Уже в течение первого часа забывается до 60 % всей полученной информации, через 10 часов после заучивания в памяти остается 35 % от изученного. Далее процесс забывания идет медленно и через шесть дней в памяти остается около 20 % от общего числа первоначально выученных слогов, столько же остается в памяти и через месяц.

Выводы, которые можно сделать на основании данной кривой в том, что для эффективного запоминания необходимо повторение заученного материала.

2 Прочность запоминания во многом зависитот повторения . Но чтобы быть продуктивными, повторения должны отвечать определенным требованиям. Очень важно, чтобы повторение было активным и разнообразным. Для этого ставятся разные задачи: придумать примеры, ответить на вопросы, начертить схему, составить таблицу, изготовить наглядное пособие и т.д. Это связано с осмыслением материала.

известны 3 способа заучивания : целостный, частичный и комбинированный. наиболее целесообразным является комбинированный (исследования М. Н.Шардакова

Одним из условий успешного запоминания является также систематизация материала.

распределенное во времени заучивание в несолько раз эфф-нее, чем концентрированное

Режим рационального повторения

Если есть два дня

первое повторение - сразу по окончании чтения;

второе повторение - через 20 минут после первого повторения;

третье повторение - через 8 часов после второго;

четвертое повторение - через 24 часа после третьего.

Если нужно помнить очень долго

первое повторение - сразу после запоминания;

второе повторение - через 20-30 минут после первого повторения;

третье повторение - через 1 день после второго;

четвертое повторение - через 2 - 3 недели после третьего;

пятое повторение - через 2 - 3 месяца после четвертого повторения

3 Осмысленное запоминание в 9 раз быстрее механического заучивания (в своих опытах Эббингауз заучивал текст «Дон-Жуана» Байрона и равный по объему список бессмысленных слогов).

4. В основе развитой памяти лежат два основных фактора – воображение и ассоциация .

Мнемо́ника (греч.- искусство запоминания), мнемоте́хника - совокупность специальных приёмов и способов, облегчающих запоминание нужной информации и увеличивающих объём памяти путём образования ассоциаций (связей). Замена абстрактных объектов и фактов на понятия и представления, имеющие визуальное, аудиальное или кинестетическое представление, связывание объектов с уже имеющейся информацией в памяти различных типов для упрощения запоминания.

Ассоциация – это мысленная связь между двумя образами. Чем многообразнее и многочисленнее ассоциации, тем прочнее они закрепляются в памяти.

Метод последовательных ассоциаций связь при помощи воображ преды со след.

Метод связанных ассоциаций Для того чтобы запомнить что-то новое, вам необходимо соотнести это новое с чем-то, т.е. провести ассоциативную связь с каким-то уже известным фактором, призвав на помощь свое воображение. Сюда же МЕТОД ЦИЦЕРОНА, Рифмизация и др.

5. фактор края – первый и последний элемент запоминаются лучшеЭббингаузу;

6. эффект Зейгарник – незаконченные действия запоминаются лучше; это объясняется тем, что доступ к следам памяти облегчается при сохранении напряженности, которая возникает в начале действия и не разряжается полностью при неполном его завершении. Зейгарник. исследования в этой области были темой дипломной работы автора.

7. интерес к материалу и внимание к нем в несколько раз повышает эффективность запоминания.

8. Ременисенция – всплывание в памяти ранее забытого материала, благодаря таким факторам как отдых и сон (увеличение эфф-ти запоминания спустя некоторое время).

9. З-н действия (практика) Информация, участвующая в деятельности (т.е. если происходит применение знаний на практике) запоминается лучше.

10. З-н установки Если человек сам себе дал установку запомнить информацию, то запоминание произойдёт легче. Однако Исследования П. И. Зинченко и Смирновой убедительно доказали, что установка на запоминание, делающая его прямой целью действия субъекта, не является сама по себе решающей для эффективности этого процесса; непроизвольное запоминание может оказаться эффективнее произвольного.

МЕТОД Цицерона называемый также методом мест или системой Римской комнаты. Суть его состоит в том, что запоминаемые единицы информации надо мысленно расставлять в хорошо знакомой комнате в строго определенном порядке. Затем достаточно вспомнить эту комнату, чтобы воспроизвести необходимую информацию. (можно отнести к ассоциативному)

Техника эффективного запоминания

Когда информация трудна для запоминания, сложно организована, когда вы ограничены во времени, - Желание .

- Осознание . Для чего вам пригодится запоминаемая информация, как и когда вы будете ее использовать.

- Установление связей . Для того чтобы запомнить информацию, нужно установить связь с уже имеющимися знаниями или опытом.

- Яркие впечатления . информацию нужно постараться сделать такой, чтобы она выглядела как яркое впечатление.

- Хорошее внимание . 80% неуспеха в запоминании имеют отношение к недостаточно хорошему вниманию.

Нитиноловый тепловой двигатель Бенкса

ЭЗФ — эффект запоминания формы — физическое явление, впервые обнаруженное советскими учеными — академиком Г. В. Курдюмовым и Л. Г. Хондросом в 1949 г. Эффект запоминания формы наблюдается в особых сплавах и заключается в том, что детали из них восстанавливают после деформации свою начальную форму при тепловом воздействии. Например, если пластинку из сплава нитинол согнуть в холодном состоянии в дугу, то она будет сохранять эту форму сколь угодно долго. Но достаточно согнутую пластинку немного подогреть — она тут же выпрямится, как хорошая пружина. При нагревании пластина из нитинола возвращается к своей первоначальной форме, которая была ей придана при изготовлении, точнее — при закалке (отжиге).

Широкую известность получил опыт с несматывающейся проволокой: тонкую длинную проволоку из нитинола нельзя свить в моток, она тут же разматывается. Когда изделие из нитинола возвращается к первоначальной форме, при этом развивается достаточно большое усилие: до 55 т на каждый квадратный дюйм сечения детали.

Двигатель Бэнкса,Нитиноловый тепловой двигатель бенкса,тепловой двигатель Бэнкса,ЭЗФ,эффект запоминания формы, проекты изобретения

Можно сказать и так: эффект памяти формы заключается в способности особых сплавов накапливать под воздействием внешнего механического напряжения довольно значительную деформацию, обратимую при нагреве. В зависимости от типа сплава деформация может достигать 10—15 % и выше. Парадокс заключается в том, что при восстановлении первоначальной формы может совершаться работа, значительно превосходящая ту, которая была затрачена на деформацию в холодном состоянии. Однако парадокс этот кажущийся. Противоречия закону сохранения энергии здесь нет. Для восстановления первоначальной формы деталь необходимо подогреть, т. е. затратить некоторое количество тепловой энергии. И оно всегда будет больше произведенной работы. Если создать тепловую машину, где в качестве рабочего тела будет применяться сплав, обладающий эффектом запоминания формы, то К.П.Д. такой машины, как и всякой другой, будет меньше единицы. По этому поводу физик Э. Раушер заметил, что в законах термодинамики нет никаких ошибок, просто они не объясняют того, что происходит в нитиноле.

Физика эффекта запоминания формы основана на фазовых превращениях в особых сплавах. Мы говорили о нитиноле. Но есть и другие подобные сплавы, правда, нитинол — лучший из них. Он представляет собой соединение никеля с титаном, известное также под названием моно- никелида титана. Его химическая формула TiNi. В этом соединении наиболее ярко проявляется способность запоминания формы, что непосредственно связано с особенностями изменения строения кристаллической решетки этого сплава при фазовых переходах.

Кристаллическая решетка нитинола может находиться в одной из двух форм: либо в виде объемно-центрированного куба (ОЦК), такое состояние решетки называется аустенитной формой; либо в виде ромбовидной структуры с центрированными гранями (РГЦ) — мартенситная форма. Переход объемно-центрированного куба в гранецентрированный ромб называется прямым мартенситным превращением, а переход структуры РГЦ в структуру ОЦК — обратным мартенситным превращением. На превращениях этих двух различных кристаллических структур и основано явление эффекта запоминания формы. Его называют также термоупругим мартенситным превращением, или переходом мартенсит—аустенит и обратно.

Схема фазовых превращений в нитиноле при изменениях температуры. Количество мартенсита в нитиноле в зависимости от температуры. Проследим за поведением пластинки из нитинола.

Пусть нитиноловая пластинка первоначально находится при температуре, обозначенной точкой М„ которая соответствует температуре начала прямого мартенситного превращения. При дальнейшем охлаждении пластинки количество мартенсита будет возрастать до точки Ag, т. е. температуры конца прямого мартенситного превращения. Это самая холодная точка, здесь нитиноловая пластинка легко сгибается в дугу.

Дальше следует процесс нагрева, приводящий к обратному мартенситному превращению, т. е. к образованию аустенита. Начало этого процесса отмечено точкой Ад. По достижении пластинкой температуры, соответствующей этой точке, количество мартенсита в ней начинает резко падать. Процесс уменьшения количества мартенсита идет с повышением температуры по наклонной прямой Ад—Ад. На этом участке фазовой диаграммы происходит распрямление пластинки. Скорость выпрямле- ния зависит от быстроты нагрева. Точка А, соответствует температуре конца обратного мартенситного превращения.

Температура начала обратного мартенситного превращения (точка Ад) ниже температуры начала прямого мартенситного превращения (точка Ag) при охлаждении. Это важное обстоятельство связано с наличием деформации, т. е. изгибом пластинки. Накопленная в пластинке из нитинола энергия деформации за счет изгиба действует в том же направлении, что и нагрев. Поэтому обратной превращение начинается при более низкой температуре. Этому содействует упругая энергия в изогнутой пластинке, не проявлявшаяся до достижения пластинкой температуры, соответствующей точке Ад. В этом заключается существенная термодинамическая особенность сплавов с ЭЗФ.

Отметим еще одно важное отличие этих сплавов. Температурные интервалы, в которых происходит перестройка решетки у сплавов с ЭЗФ, значительно меньше, нежели у обычных сплавов, не обладающих памятью. Это обстоятельство имеет решающее значенue в рассматриваемом вами случае. Необходимость лишь в относительно малых изменениях температуры для обеспечения перестройки кристаллической решетки открывает широкие перспективы практического использования эффекта запоминания формы.

Явление ЭЗФ в наше время находит различные применения, в том числе для создания нового тина тепловых двигателей, способных работать от тепловых источников низкопотенциального типа. Если диапазон температуры фазовых превращений будет находиться в пределах температурного градиента, имеющегося в Мировом океане, то нитинол можно использовать в качестве твердого рабочего тела тепловой машины. Вместо аммиака или фреона — нитинол. Схема энерго установки в этом случае полностью меняется. Применение нитинола открывает новый путь преобразования тепловой энергии океана.

Все известные ранее установки для преобразования тепловой энергии океана в механическую работу, а затем — в электрическую энергию основаны на применении турбин, приводимых в действие парами тех или иных жидкостей с низкой температурой кипения. Чтобы подобные системы были рентабельными, они должны иметь достаточно большую мощность. Капитальные затраты на их строительство весьма значительны, кроме того, они не свободны от недостатков, например — потери энергии в сетях распределения и обслуживания (до 10 %) и, как следствие, удорожание отпускной цены на электроэнергию (до 50 %). Такого рода соображения приводит изобретатель нитинолового теплового двигателя Р. Бэнкс в пользу маломощных преобразователей (дело в том, что в свое время он не видел конкретных путей создания мощных мегаваттных преобразователей, основанных на ЭЗФ).

Нитиноловый двигатель

Построенный Бэнксом маломощный тепловой двигатель на нитиноле непрерывно устойчиво работал, сделав более 1,7-107 оборотов, и развивал мощность не менее 0,2 Вт, приводя во вращение генератор электрической энергии — от него горела электрическая лампочка.

Кинематическая схема двигателя Бэнкса представлена на рисунке

Рисунок. Нитиноловый двигатель Бэнкса
1 — неподвижный вал, 2 — вращающийся вал, 3 — неподвижный кривошип, 4 — нитиноловая проволочная петля, 5 — движущий стержень, 6 — начало рабочего хода, 1—горячая сторона, 8—холодная сторона, 9—движущееся колесо, 10 — конец рабочего хода, 11 — стопор движущего стержня, 12 — направление силы от действия проволочной петли из нитинола, 13 — компонента сплы, вызывающая вращение, 14 — ступица движущегося колеса

Под действием энергии нитиноловых проволок в горизонтальной плоскости вращается колесо 9, являющееся маховиком и одновременно шкивом привода электрического генератора (последний на рисунке не показан). Колесо-маховик диаметром 350 мм имеет 20 стержней- спиц 5, на которых подвешены петли из нитиноловой проволоки диаметром 1,2 мм, длиной по 152 мм. Число нитиноловых петель равно числу стержней-спиц, т. е. их также 20 штук, на рисунке они все обозначены цифрой 4.

Двигатель Бэнкса,Нитиноловый тепловой двигатель бенкса,тепловой двигатель Бэнкса,ЭЗФ,эффект запоминания формы, проекты изобретения