Треск телевизора, стен

[cema2643]

Здравствуйте!

Всю жизнь слышал эффект, когда ночью потрескивают холодильники, стены, телевизор, трубы и др. Выяснил, что это происходит из-за внутренних деформаций в телах, которые возникает при температурных неоднородностях.

Единственное чего не могу понять - вот один кусочек вещества при охлаждении сжался и тянет соседа. А дальше что? Как происходит сам звука треска?

Есть ли какая-то литература, статьи, исследования по этой теме?

[Missiir]

Силы напряжения преодолевают силу трения покоя, происходит рывок, напряжение снимается, движение на время прекращается, затем, по мере нарастания напряжения происходит новый рывок и т.д. Так, например, поскрипывает пол (за счёт смещения зажатых гвоздей в дереве), и другие подобные звуки имеют аналогичную природу.

[Утундрий]

cema2643 в сообщении #1611029 писал(а):

Как происходит сам звука треска?

Фрагменты тел, эволюционируя относительно друг друга, производят нестационарные возмущения окружающей газообразной среды, кои, распространяясь вокруг, и есть звук, как таковой. В дальнейшем воспринимаемый податливо-колеблющимися частями ух.

[sergey zhukov]

cema2643
Да тут ничего хитрого нет. По этой же причине скрипит в петлях открываемая дверь, например. Даже струна скрипки звучит по этой же причине. Очень часто трение одного движущегося тела по другому не непрерывное, а "рваное": два теля сцепляются, и некоторое время движутся вместе, а потом происходит резкий проскок одного относительно другого и снова их сцепление (во время проскока и слышен один "такт треска"). Можно сказать, что сила трения покоя больше силы трения скольжения. Когда проводите чистым пальцем по чистой тарелке или стеклу, появляется характерный звук "чистоты" - это то же самое явление. Можете провести эксперимент. Когда на поверхности жир, этого не услышишь - происходит просто равномерное скольжение.

[cema2643]

Missiir в сообщении #1611032 писал(а):

Силы напряжения преодолевают силу трения покоя, происходит рывок, напряжение снимается, движение на время прекращается, затем, по мере нарастания напряжения происходит новый рывок и т.д. Так, например, поскрипывает пол (за счёт смещения зажатых гвоздей в дереве), и другие подобные звуки имеют аналогичную природу.

sergey zhukov в сообщении #1611061 писал(а):

cema2643
Да тут ничего хитрого нет. По этой же причине скрипит в петлях открываемая дверь, например. Даже струна скрипки звучит по этой же причине. Очень часто трение одного движущегося тела по другому не непрерывное, а "рваное": два теля сцепляются, и некоторое время движутся вместе, а потом происходит резкий проскок одного относительно другого и снова их сцепление (во время проскока и слышен один "такт треска"). Можно сказать, что сила трения покоя больше силы трения скольжения. Когда проводите чистым пальцем по чистой тарелке или стеклу, появляется характерный звук "чистоты" - это то же самое явление. Можете провести эксперимент. Когда на поверхности жир, этого не услышишь - происходит просто равномерное скольжение.

Благодарю за ответы. Только вот куда происходит срыв, проскок, рывок? В твердом теле же нет свободных областей для этого.

[sergey zhukov]

cema2643
А треск возникает не внутри твердого тела, а на границе двух тел, которые имеют разные температурные деформации и вынуждены скользить друг по другу. Т.е. проскальзывать рывками, как описано выше. Если взять сплошное тело и неравномерно его нагревать или остужать, никакого треска вы не услышите (если только в теле не появится трещина, конечно).

Впрочем, есть некоторые причины, по которым и сплошные тела могут "потрескивать". Этот треск, правда, слишком тихий, скорее всего, вы его не слышали. Там все объясняется опять же тем, что "сплошное" тело может быть не таким уж сплошным. Часто это анизотропные, неоднородные материалы (скажем, дерево), которые могут иметь разные дефекты, трещины, полости, включения и пр. Когда в них возникают тепловые напряжения, это тоже может приводить к разным "проскокам".

Но обычно эти звуки - проскакивание одной твердой поверхности по другой.

Помню, когда я слушал такой треск от электрической плитки (которую только-что включили), то подумал, что просто считая количество щелчков в секунду, можно проследить динамику температурного расширения частей плитки с высокой точностью.

[cema2643]

sergey zhukov в сообщении #1611088 писал(а):

cema2643
А треск возникает не внутри твердого тела, а на границе двух тел, которые имеют разные температурные деформации и вынуждены скользить друг по другу. Т.е. проскальзывать рывками, как описано выше. Если взять сплошное тело и неравномерно его нагревать или остужать, никакого треска вы не услышите (если только в теле не появится трещина, конечно).

Впрочем, есть некоторые причины, по которым и сплошные тела могут "потрескивать". Этот треск, правда, слишком тихий, скорее всего, вы его не слышали. Там все объясняется опять же тем, что "сплошное" тело может быть не таким уж сплошным. Часто это анизотропные, неоднородные материалы (скажем, дерево), которые могут иметь разные дефекты, трещины, полости, включения и пр. Когда в них возникают тепловые напряжения, это тоже может приводить к разным "проскокам".

Но обычно эти звуки - проскакивание одной твердой поверхности по другой.

Помню, когда я слушал такой треск от электрической плитки (которую только-что включили), то подумал, что просто считая количество щелчков в секунду, можно проследить динамику температурного расширения частей плитки с высокой точностью.

Если взять, например, телевизор и его пластиковый корпус. Тогда что из себя представляют 2 тела, на границе которых возникает проскальзывания? И все равно не до конца пойму, что за область, в которую они проскальзывает друг относительно друга (вокруг же другие твердые тела)?

[GraNiNi]

cema2643 в сообщении #1611090 писал(а):

что за область, в которую они проскальзывает друг относительно друга

Это явление (треск) широко распространено.
Особенно часто оно проявляется в нагревательных приборах (печах).

Сам наблюдал его на буржуйке полностью сваренной из металлических листов. Треск возникал как при нагреве, так и при остывании.
Очевидно, что это результат расширения (нагрев) и сжатие (остывание) плотно прилегающих друг к другу листов металла, но имеющих некоторый микроскопический зазор, что допускает взаимное перемещение этих листов с трением и звуком - треск.

В инете на эту тему есть масса публикаций.
Здесь это явление доводит до психоза:
https://www.forumhouse.ru/threads/190207/

А это видео со звуком:
https://www.youtube.com/watch?v=3G5aOLoLCns&t=136s

[miflin]

cema2643 в сообщении #1611090 писал(а):

Если взять, например, телевизор и его пластиковый корпус.

Телевизор ведь не цельнолитой предмет.
Это Хоттабыч мог сделать цельнолитые часы...
Аккуратно разберите телевизор на отдельные фрагменты, соединяемые винтиками.
А потом соберите. Вы увидите, что в местах соединения будут "держаться за руки" две фиговины
с разным (из-за материала и размера) тепловым удлинением/сокращением.
При изменении температуры будет происходить смещение фиговин относительно друг друга.
И будет стоять скрып(sic)...

P.S. Собственно, ничего нового не сказал, но жаль набранного...

[miflin]

Кстати (или нет), когда в прохладное время выхожу на лоджию покурить, то волна прохладного воздуха проникает
в комнату, и телевизор (с электронно-лучевой трубкой, корпус - хороший резонатор) издает щелчок.
И чё? Да ничё. Сплю спокойно.

[sergey zhukov]

cema2643
Что будет если прижать друг к другу две пластины из разных материалов (с разным коэффициентом теплового расширения) и начать нагревать этот бутерброд? Один лист удлиняется быстрее другого, т.е. они будут проскальзывать друг по другу. Или даже так: одну пластину нагревать, другую - охлаждать. Это температурное воздействие эквивалентно тому, что вы двигаете одну пластину по другой.

В телевизоре всегда есть какие-нибудь части, которые прилегают друг к другу, но нагреваются по разному или сделаны из разного материала. Вот они и скользят друг по другу при изменении температуры.

Вы, кстати, не думайте, что там какие-то серьезные перемещения происходят. Их на глаз не увидишь. Они очень маленькие.

У меня работа связана с газовыми турбинами, которые нагреваются очень сильно и весьма неравномерно. При этом разные их части очень заметно расширяются (там уже на глаз все хорошо заметно), причем по разному. И при этом турбина должна работать нормально. Там много сделано для того, чтобы эти расширения правильно учесть, компенсировать, снизить их влияние. И хорошо заметно по следам потертостей, как расширяющиеся детали скользят друг по другу при нагреве. Если бы турбина не производила столько шума при работе, при ее запуске и останове можно было бы слышать сплошной треск, наверное.

-- 24.09.2023, 17:02 --

miflin в сообщении #1611109 писал(а):

то волна прохладного воздуха проникает
в комнату, и телевизор (с электронно-лучевой трубкой, корпус - хороший резонатор) издает щелчок.

А вот, кстати, еще один механизм щелчков. Если взять пустую пластиковую бутылку и герметично ее закрыть, то при охлаждении (дверь на балкон открыли) она начинает сьеживаться и трещать (иногда даже весьма громко). А при обратном нагреве - раздуваться и тоже трещать. Некоторые мембранные конструкции при изменени температуры могут попадать в неустойчивый режим и "переключаться" с хлопком.

[cema2643]

Спасибо всем за ответы, было интересно почитать. Может быть, в каких-то учебниках/статьях есть упоминание похожих тем? Еще хотелось бы посмотреть на это всё с точки зрения математики, моделирования, расчетов, если такое есть.