Текст книги "Большая Советская Энциклопедия (ИЗ)"
Автор книги: Большая Советская Энциклопедия
Жанр:
Энциклопедии
сообщить о нарушении
Текущая страница: 19 (всего у книги 25 страниц)
Изопериметрические задачи
Изопериметри'ческие зада'чи (от изо... и периметр ), класс задач вариационного исчисления . Простейшие И. з. (нахождение треугольников и многоугольников заданного периметра, имеющих наибольшую площадь; нахождение замкнутой кривой заданной длины, ограничивающей максимальную площадь; определение замкнутой поверхности заданной площади, ограничивающей наибольший объём, и т. п.) были известны древнегреческим учёным (Архимед, Зенодор и др.). Общее изучение И. з. началось в 1697, когда Я. Бернулли опубликовал поставленную и частично решенную им И. з.: среди всех кривых данной длины найти кривую, для которой некоторая величина, зависящая от кривой, достигает минимума или максимума. Систематическое исследование И. з. было впервые проведено в 1732 Л. Эйлером . Пример И. з.: среди кривых данной длины l , проходящих через точки А и B , найти кривую, для которой площадь криволинейной трапеции (заштрихована на рис. ) была бы наибольшей. Площадь криволинейной трапеции равна
(1)
длина дуги
(2)
Следовательно, задача сводится к нахождению наибольшего значения интеграла (1) при наличии условий (2). Оказывается, что искомая кривая – дуга окружности.
Лит.: Лаврентьев М. А., Люстерник Л. А., Курс вариационного исчисления, 2 изд., М. – Л., 1950.
Рис. к статье Изопериметрические задачи.
Изопикны
Изопи'кны (от изо... и греч. pyknós – плотный), 1) линии на диаграммах состояния, соединяющие точки, изображающие состояния, в которых вещество имеет одинаковую плотность. 2) Линии равных плотностей воды на морских гидрологических разрезах.
Изоплеты
Изопле'ты (от греч. isoplethés – равный по численности), изолинии , наносимые на график, где по одной или обеим осям координат откладываются величины, отличные от географических координат. Различают: топоизоплеты, наносимые на профиль, причём по оси абсцисс откладывается расстояние от некоторого пункта, по оси ординат – высота или глубина. Таким образом изображается распределение (на определённый момент или осреднённое по времени) влажности почво-грунтов, солёности и температуры водоёмов, различных характеристик состояния атмосферы и т. п.; хроноизоплеты, наносимые на график в координатах: время – высота (глубина, см. рис. ) или время – географическая широта. Таким образом изображаются изменения во времени (для определённых высот, глубин или широт) тех же факторов. В хроноизоплетах показываются также изменения вдоль меридиана элементов радиационного баланса, продолжительности дня и т. п.
Хроноизоплеты температуры почвы в зависимости от времени года (месяцев) и глубины.
Изоплит
Изопли'т, посёлок городского типа в Конаковском районе Калининской области РСФСР. Расположен в 6 км от железнодорожной станции Редкино (на линии Москва – Калинин). Производство теплоизоляционных изделий.
Изоповерхности
Изопове'рхности (от изо... ) в геофизике, поверхности, которые можно провести через точки с одинаковым значением той или иной геофизической величины в атмосфере, гидросфере или литосфере. И. дают ясное представление о пространственном распределении таких геофизических величин, как давление (изобарические поверхности ), температура, плотность (воздуха или воды), потенциал силы тяжести, потенциал электрического или магнитного поля и др.
Изополисоединения
Изополисоедине'ния, сложные соединения, кислоты или соли, содержащие сложный анион (полианион); этот полианион образован кислотным окислом, в котором кислород частично замещен кислотными окислами того же вида. Примеры И. – пиросерная кислота H2 S2 O7 и дихромат калия K2 Cr2 O7 ; их координационные формулы H2 [SO3 (S04 )] и K2 [CrO3 (CrO4 )]. И. известны главным образом для анионов, содержащих S, Ta, Nb, Cr, Mo, W, U. Рентгено-структурный анализ показал, что полианионы И. можно представить как цепочки тетраэдров или октаэдров, имеющих общие ребра или вершины. Получают И. либо сплавлением нормальных солей с кислотными окислами (например, Na2 WO4 + WO3 = Na2 W2 O7 ), либо подкислением водных растворов нормальных солей (2K2 CrO4 + H2 SO4 = K2 Cr2 O7 + K2 SO4 + H2 O). И. применяют в аналитической химии. См. также Гетерополисоединения .
Лит.: Гринберг А. А., Введение в химию комплексных соединений, 3 изд., М. – Л.. 1966; Коттон Ф., Уилкинсон Дж., Современная неорганическая химия, пер. с англ., ч. 3, М., 1969.
Изопоры
Изопо'ры (от изо... и греч. póros – ход, проход), изолинии вековых изменений составляющих земного магнетизма . И. концентрируются вокруг нескольких центров (фокусов) векового хода, где изменения достигают максимального значения ~ 0,16 а/м (~2·10-3э ). Фокусы векового хода непрерывно перемещаются (до 0,2 град/год ) и изменяются по своему значению. В соответствии с этим со временем меняется вся совокупность И. См. также Магнитные карты .
Изопрен
Изопре'н, 2-метилбутадиен-1,3, непредельный углеводород алифатического ряда, CH2 = С(СН3 ) – CH = CH2 . И. – бесцветная, подвижная, легколетучая, горючая жидкость с характерным запахом; tпл —145,95 °С, tkип 34,067 °С, tвсп —48 °С, плотность 0,681 г/см3 (20 °С), показатель преломления n20D 1,42194, теплота полимеризации —74,9 кдж/моль (—17,9 ккал/моль ), пределы взрывоопасных объёмных концентраций в смеси с воздухом 1,66—11,5%. И. нерастворим в воде, хорошо растворим в большинстве углеводородных растворителей; образует двойные азеотропные смеси с метиловым или этиловым спиртом, ацетоном, диэтиловым эфиром, сероуглеродом и др., а также тройные, например с ацетоном и водой. И. легко присоединяет по двойным связям водород, галогены, галогеноводороды, первичные и вторичные амины и др. Его важное свойство – способность легко полимеризоваться и сополимеризоваться, например с бутадиеном, стиролом, акрилонитрилом, пропиленом.
Основные промышленные методы получения И.: 1) реакцией изобутилена с формальдегидом через 4,4-диметилдиоксан-1,3 с его последующим каталитическим разложением на И. и формальдегид (так называемый диоксановый метод); 2) каталитическим дегидрированием изопентана или изоамиленов; 3) димеризацией пропилена с образованием 2-метилпентена-1, последующей его изомеризацией в 2-метилпентен-2 и пиролизом (650—800 °С) последнего до И. Кроме того, И. может быть выделен из газов пиролиза нефтепродуктов (из фракции углеводородов C5 побочных продуктов производства этилена).
И. хранят в присутствии ингибиторов, например гидрохинона, для предотвращения самопроизвольной полимеризации. И. в высоких концентрациях действует как наркотик, в малых концентрациях раздражает слизистые оболочки. Предельно допустимая концентрация И. в воздухе 40 мг /м3. И. применяют для производства изопреновых каучуков и бутилкаучука .
Изопреновые каучуки
Изопре'новые каучу'ки, синтетические каучуки, продукты полимеризации изопрена. Синтез И. к. в присутствии катализаторов стереоспецифической полимеризации (см. Полимеризация ) приводит к образованию стереорегулярных полимеров, аналогичных по структуре натуральному каучуку. Катализаторами при получении И. к. служат комплексные соединения типа AlR3 +TiX4 , где R – алкил, Х – галоген (так называемые координационно-ионные катализаторы Циглера – Натты), литийорганические соединения, например литийалкилы, или металлический литий. Макромолекулы И. к. характеризуются высоким (65—99%) содержанием звеньев структуры 1,4-цис (I); они содержат также звенья 1,4-транс (II) и звенья 3,4 (III). И. к. с наибольшим содержанием звеньев 1,4-цис (92—99%) получают при их синтезе на комплексных катализаторах.
Плотность И. к. 0,910—0,920 г /см3 , температура стеклования около – 70 °С. Каучуки растворимы в четырёххлористом углероде, хлороформе, монохлорбензоле, толуоле; нерастворимы в спиртах, кетонах. Набухание И. к. в ароматических маслах достигает 500%. И. к. не стойки к действию концентрированных кислот, щелочей, стойки к действию воды. Высокое содержание в макромолекулах И. к. ненасыщенных связей обусловливает низкую стойкость каучуков к окислению. Подобно натуральному каучуку, И. к. склонны к кристаллизации при растяжении (выше 0 °С) или без растяжения (ниже 0 °С).
Основной вулканизующий агент для И. к. – сера; наиболее распространённые ускорители вулканизации – производные тиазолов (в том числе и сульфенамидные), тиурамдисульфиды и др. Ненаполненные и саженаполненные вулканизаты И. к. равноценны по основным свойствам вулканизатам каучука натурального .
И. к., в особенности получаемые на комплексных катализаторах, применяют вместо натурального каучука в производстве шин, транспортёрных лент, изделий народного потребления, медицинского назначения и др. Производство И. к. было впервые организовано в США в 1958; в СССР – в 1964. К 1967 СССР стал крупнейшим производителем этих каучуков. Торговые марки И. к.: отечественный – СКИ-3, зарубежные – IR-307, IR-310, америпол SN, натсин и др. Мощности производства И. к. в капиталистических странах в 1971 составляли около 350 тыс. т.
Лит. см. при ст. Каучуки синтетические .
Изопреноиды
Изопрено'иды, обширный класс природных соединений, образующихся в организмах из мевалоновой кислоты . Последняя в микросомах клеток превращается в «пятиуглеродные фрагменты» со скелетом изопрена . Биосинтез И. – процесс последовательного соединения (конденсации) таких пятиуглеродных единиц в цепи различной длины. Сдваивание, циклизация, окисление, восстановление, перегруппировка таких цепей приводят к необычайному структурному разнообразию И. К И. относятся: терпены и их производные, стерины , стероиды , каротиноиды , ксантофиллы , а также полиизопреноиды – каучук натуральный и гуттаперча . Ряд И. имеет важное биологическое значение: многие гормоны животных, растений и низших организмов, некоторые витамины, антибиотики, аттрактанты и др.
Лит.: Биосинтез липидов, М., 1962; Косовер Э., Молекулярная биохимия, пер. с англ., М., 1964; Биохимия растений, пер. с англ., М., 1968.
Изопропиловый спирт
Изопропи'ловый спи'рт, пропанол-2, простейший вторичный спирт алифатического ряда, CH3 CH(OH)CH3 ; бесцветная жидкость с характерным запахом; tпл – 89,5 °С, tkип 82,4 °С, плотность 0,7851 г /см3 (20°C), tвсп 11,7 °С, нижний предел взрываемости в воздухе 2,5% по объёму (25 °С). И. с. смешивается с водой и органическими растворителями во всех соотношениях, образует с водой азеотропную смесь (87,9% И. с., tkип 83,38 °С). И. с. обладает всеми свойствами вторичных спиртов жирного ряда.
В промышленности И. с. получают в основном сернокислотной или прямой гидратацией пропилена. В качестве сырья используют пропан-пропиленовую фракцию газов крекинга, а также пропиленовую фракцию газов пиролиза нефти. И. с. используют главным образом для получения ацетона (дегидрированием или неполным окислением), как растворитель, например, эфирных масел, смол, как компонент антифризов и т. д.
Изопропиловый эфир
Изопропи'ловый эфир, диизопропиловый эфир, простой алифатический эфир, (CH3 )2 CHOCH(CH3 )2 ; бесцветная подвижная жидкость с характерным эфирным запахом; tkип 68,5 °С, плотность 0,7244 г/см3 (20 °С), n20D 1,3681, tвсп – 22,5 °C, пределы взрываемости в воздухе 1,1—4,5% по объёму (100 °С). При 20 °С в воде растворяется 0,94% И. э., в И. э. – 0,55% воды (по массе). И. э. смешивается с органическими растворителями; с водой образует азеотропную смесь (96,4% И. э., tkип 61,4 °C). И. э. получают дегидратацией изопропилового спирта серной кислотой или непосредственно из пропилена и воды в присутствии серной кислоты. И. э. имеет ограниченное применение в качестве растворителя масел, жиров и т. д.
Изорники
Изо'рники, категория (по мнению некоторых учёных – название) феодально-зависимых крестьян в Псковской земле в 14—16 вв. Платили феодалу оброк (1 /4 , а иногда и половину урожая) и выполняли некоторые работы. И. могли уйти лишь однажды в году – в «Филиппово заговенье» (14 ноября), вернув при уходе ссуду с.-х. инвентарём или деньгами и уплатив 1 /2 урожая. Имущество беглых И. переходило господину.
Лит.: Кафенгауз Б. Б., Псковские «изорники», «Уч. зап. Московского гос. педагогического института им. К. Либкнехта», серия историческая, 1939, т. 4, в. 2; Греков Б. Д., Крестьяне на Руси с древнейших времён до XVII в., 2 изд., кн. 1, М., 1952; Черепнин Л. В., Из истории русского крестьянства XV в., в сборнике: Доклады и сообщения института истории, в. 3, М., 1954.
Изосейсты
Изосе'йсты (от изо... и греч. seistós – приведённый в колебание, поколебленный), изолинии землетрясений одинаковой интенсивности.
Изосиллабизм
Изосиллаби'зм (греч. isosyllabía – равносложность, от ísos – равный и syllabé – слог), одинаковое количество слогов в отрезках речи. Используется и в прозе (так называемый изоколон), и особенно в поэзии, являясь, в частности, основой силлабического стихосложения . Обычно сопровождается относительной упорядоченностью и других ритмообразующих элементов – числа слов, расположения ударений и т. п.
Изоспория
Изоспори'я (от изо... и греч. sporá – посев, семя, потомство), равноспоровость, образование у растений спор равного размера. Характерна для папоротников (исключая водные папоротники – сальвинии, марсилии, азоллы), хвощей, плаунов (исключая селагинеллы). У некоторых хвощей из внешне одинаковых спор развиваются в зависимости от условий питания и освещения более мелкие – мужские заростки с антеридиями или более крупные – женские – с архегониями. Таким образом, регулируя условия прорастания спор, можно изменить пол заростка (физиологическая разноспоровость). Ср. Гетероспория .
Изостазия
Изостази'я, изостатическое равновесие (от греч. isostásios – равный по весу), равновесное состояние земной коры , при котором она располагается на твёрдом более тяжёлом субстрате таким образом, как если бы плавала на нём по закону Архимеда. Часто слово «И.» употребляется в более широком и неопределенном смысле.
В связи с И. подошва земной коры тем глубже погружена в субстрат, чем толще кора и чем она плотнее (тяжелее), поэтому горы обычно имеют «корни», т. е. расположенные под ними выступы коры вниз. И., как правило, осуществляется регионально, т. е. в равновесии находится не любой малый участок земной коры, а только достаточно крупные (шириной 100—200 км ) блоки (глыбы). Полное осуществление И. приводит к тому, что под корой на любой горизонтальной поверхности, начиная с поверхности компенсации и глубже, давление постоянно. И. обнаруживается путём наблюдения отклонений отвеса , измерения толщины земной коры сейсмическими методами и главным образом путём определения изостатических аномалий силы тяжести , указывающих разницу между наблюдённым значением ускорения силы тяжести и тем значением, которое должно было бы быть в данном месте при соблюдении полной И. (и отсутствии местных неоднородностей в земной коре). Поправка, которую приходится вводить при таких расчётах в наблюдённое или теоретически вычисленное значение силы тяжести, называется изостатической редукцией (см. Гравиметрия ). При этом нормальной корой (имеющей нормальную толщину) считают изостатически уравновешенную кору, поверхность которой расположена на уровне моря: под возвышенностью приходится предполагать недостаток массы, компенсирующий избыточную нагрузку этой возвышенности, а под водным бассейном – избыток массы, компенсирующий пониженную плотность воды по сравнению с нормальной корой. Эти недостатки и избытки масс называются изостатической компенсацией.
Наблюдения показывают, что земная кора почти повсеместно находится в состоянии, весьма близком к полной И. Однако в областях интенсивных тектонических движений существуют отклонения от И., иногда очень значительные. Таковы, например, полосы очень сильных отрицательных изостатических аномалий вдоль океанических желобов (см. Желоба глубоководные океанические ).
И. устанавливается очень быстро. Так, во время последнего оледенения Балтийский щит и Канадский щит опустились под тяжестью льда (в современную геологическую эпоху в аналогичном состоянии находятся Антарктида и Гренландия), а при стаивании льда началось поднятие этих регионов со скоростью порядка нескольких мм в год (современное максимальное поднятие в области Балтийского щита – 11 мм в год). Поэтому движения, восстанавливающие И., занимают сравнительно мало времени и сейчас наблюдаются лишь в немногих местах; преобладают более медленные тектонические движения, нарушающие И. Стремление земной коры к равновесию играет большую роль в геотектонике, но эта роль пассивна, в отличие от активной роли тектонических сил, нарушающих И. Однако изостатические силы ограничивают размах тектонических движений и восстанавливают равновесие, когда тектонические силы слабеют.
Лит.: Люстих Е. Н., Изостазия и изостатические гипотезы, «Тр. Геофизического института АН СССР», 1957, № 38; Артемьев М. Е., Изостатические аномалии силы тяжести и некоторые вопросы их геологического истолкования, М., 1966; Артюшков Е. В., Об установлении изостатического равновесия земной коры, «Изв. АН СССР. Физика Земли», 1967, № 1; Артемьев М. Е., Изостазия, «Земля и Вселенная», 1970, № 3.
Е. Н. Люстих.
Изотактические полимеры
Изотакти'ческие полиме'ры, один из видов стереорегулярных полимеров .
Изотерма
Изоте'рма (от изо... и греч. thérme – теплота), линия на диаграмме состояния , изображающая процесс, происходящий при постоянной температуре (изотермический процесс ). Уравнение И. идеального газа pV = const, где р – давление, V – объём газа. Для реального газа уравнение И. имеет более сложный характер и переходит в уравнение И. идеального газа только при малых давлениях или высоких температурах. Семейство И. реального газа в координатах p , V приведено в ст. Ван-дер-Ваальса уравнение . На диаграмме р—V в точке пересечения И. и адиабаты последняя идёт круче И. Сходный характер имеют И. ферромагнетиков в координатах М , Н , где М – намагниченность, Н – напряжённость магнитного поля.
Изотермический автомобиль
Изотерми'ческий автомоби'ль, автомобиль, кузов которого снабжен слоем изоляционных материалов, ограничивающих теплообмен между внутренней и наружной поверхностями. Изотермические свойства кузова характеризуются коэффициентом теплопередачи (k ). И. а. в зависимости от значения k бывают двух категорий: с обычной изоляцией [k не превышает 0,7 вт /(м2 ×К)],т.е.[~ 0,6ккал /(ч ×м2 °С)]; с усиленной изоляцией [k не превышает 0,4 вт /(м2 ×К)], [~ 0,35ккал /(ч ×м2 °С)]. И. а. подразделяются на автомобили-ледники и автомобили-рефрижераторы, применяемые для перевозки скоропортящихся грузов, а также отапливаемые автомобили. Тип автомобиля выбирается в зависимости от вида груза и его упаковки, температуры наружного воздуха и продолжительности перевозки. Грузоподъёмность И. а. составляет от 0,2 до 20 т.
Лит.: Кузнецов Е. И., Ахполов И. К., Специализированный подвижной состав для перевозки скоропортящихся грузов автомобильным транспортом, М., 1967; Кобылянский И. И., Автомобили-рефрижераторы, М., 1968.
Изотермический процесс
Изотерми'ческий проце'сс, процесс, происходящий в физической системе при постоянной температуре. Для осуществления И. п. систему обычно помещают в термостат (массивное тело, находящееся в тепловом равновесии), теплопроводность которого велика, так что теплообмен с системой происходит достаточно быстро и её температура практически не отличается от температуры термостата. Можно осуществить И. п. иначе – с применением источников или стоков тепла, контролируя постоянство температуры с помощью термометров. К И. п. относится, например, кипение жидкости или плавление твёрдого тела при постоянном давлении. В идеальном газе при И. п. произведение давления на объём постоянно (Бойля – Мариотта закон ).
При И. п. системе, вообще говоря, сообщается определённое количество теплоты (или она отдаёт теплоту) и совершается внешняя работа. Работа, совершенная идеальным газом в И.п., равна NkT ln(V2 /V1 ), где N – число частиц газа, Т – температура , V1 и V2 – объём газа в начале и конце процесса, k – Больцмана постоянная .
В твёрдом теле и большинстве жидкостей И. п. очень мало изменяет объём тела, если только не происходит фазовый переход .
В. Л. Покровский.
Изотермия
Изотерми'я, относительное постоянство температуры тела, обеспечиваемое физиологическими механизмами терморегуляции . И. свойственна человеку и теплокровным, или гомойотермным животным . У холоднокровных, или пойкилотермных животных температура тела меняется в соответствии с температурой окружающей среды.
