Cтраница 1
Вириальные поправки смещают минимум. [1]
![]() |
Расчетные изотермы степени ионизации для SiCb по модели идеального газа с учетом всех возбужденных состояний ионов. [2] |
Кружок на каждой изотерме отмечает то состояния, в котором отношение второй вириальной поправки к поправке Дебая-Хюккеля равно точно 0 4; слева от этой точки это отношение меньше 0 4, справа - больше и быстро возрастает. Отношение поправки Дебая - Хюккеля ( она отрицательна) к давлению идеального газа равно 0 033 на самой нижней изотерме, и оно почти монотонно уменьшается до 0 015 на самой верхней изотерме. Расчет давления по обычным формулам с учетом только одного основного состояния каждого иона практически не меняет результата. [3]
Кинетическое уравнение, получаемое в этом приближении, сохраняет полную энергию системы с точностью до первой вириальной поправки, в то время как уравнение (6.3.81) сохраняет лишь кинетическую энергию. Другой важный результат ( см. [48]) состоит в том, что с учетом эффектов памяти функция Вигнера представляется в виде суммы двух функций: одна из них имеет смысл функции распределения квазичастиц, а другая описывает корреляции. [4]
Такие колебания обычно бывают на уровне нескольких процентов от поправки Дебая - Хюккеля. С дальнейшим ростом плотности вторая вириальная поправка ( в давлении) резко возрастает, и дальнейшие расчеты теряют смысл. [6]
Основные поправки к термодинамическим функциям кулоновских систем возникают из суммирования двух важнейших последовательностей диаграмм - лестничных, приводящих к вириальной поправке, и кольцевых, приводящих к выражению для корреляционной поправки. Обе последовательности начинаются с одного и того же вклада второго порядка по взаимодействию, который должен быть учтен лишь один раз, поэтому во избежание двойного учета необходимо вычеркивание компенсационной поправки. В лестничные слагаемые следует включить также и вклады, обеспечивающие сходимость слагаемому третьего порядка по взаимодействию. [7]
По-видимому, разумно сделать такой вывод. Можно принять во внимание еще поправку Дебая - Хюккеля, которая достаточно достоверна в силу своей малости при р ртах - Вторую вириальную поправку учитывать не следует в силу ее крайней малости при р ртах и ненадежности при р - ртах - Она ненадежна потому, что резко возрастает и не учитывает конечного размера ионов. [8]
Величины L, вычисленные Кистемакером, заметно отличаются от экспериментальных значений вблизи 4 К, тогда как кривые, вычисленные Эриксоном и Робертсом, хорошо с ними согласуются. Эриксон и Роберте вычисляли величины y ( V) и dp / dT, точные до третьего коэффициента, в то время как при обычном способе расчета вириальная поправка представляется в виде степенного ряда относительно давления р с использованием лишь нескольких первых членов. [9]
Приближение идеального газа Ар является основным. Следующие поправки Dp3 / 2 и Lp2lnp изменяются весьма плавно. Что касается второй вириальной поправки Вр2, то она вычислена по теоретическим сдвигам фаз волновых функций в предположении, что ионы - точечные заряды, Поправки на конечные размеры ионов не вводились. Ясно, что последние будут сказываться при достаточно больших плотностях, когда среднее расстояние между ионами порядка размеров ионов. [10]
Его поведение отлично от поведения исходной частицы. Связано это с тем, что свободный электрон при своем движении проходит не все допустимые области фазового пространства. Это приводит в частности к необходимости модификации вириальных поправок на взаимодействие. [11]
Ввиду относительно больших значений энергий диссоциации молекул этих веществ, в достаточно широкой области температур и давлений они остаются молекулярными газами с незначительным содержанием атомарного компонента. Степень их ионизации при Т 104 К также мала. Поэтому на примере этих газов легко проанализировать вклады различных вириальных поправок, обусловленных ван-дер-ваальсовыми силами. [12]
![]() |
Расчетные изотермы степени ионизации для SiCb по модели идеального газа с учетом всех возбужденных состояний ионов. [13] |
Перечислим общие предпосылки второго аспекта. Во-первых, ку-лоновское взаимодействие ионов, описываемое поправкой Дебая-Хюккеля и второй вириальной поправкой, мало в той области состояний, в которой они одного порядка величины. По-видимому, это является следствием электронейтральности вещества - системы зарядов с разными знаками, когда в формулах присутствует много слагаемых разных знаков, и они в значительной мере компенсируют друг друга. Поэтому во втором аспекте кулонов-ским взаимодействием ионов вообще пренебрегают. Во-вторых, расчеты с учетом только основного состояния ионов показывают, что термодинамические величины практически не зависят от кратностей вырождения основных уровней ионов, будь это реалистические кратности вырождения, которые могут быть порядка нескольких десятков, или все они полагаются равными единице. Суммы по возбужденным уровням ( обрезанные по Лар-кину), хорошо сходятся, так что эффективно учитывается ограниченное число возбужденных уровней, а это почти эквивалентно некоторому увеличению кратности вырождения основного уровня. По этой причине во втором аспекте учитываются только основные уровни ионов, а кратность их вырождения задается регулярными формулами, хотя для больших атомных номеров Z на эксперименте наблюдается отклонения от этих регулярных правил, но это отклонение несущественно для термодинамики. Главное, от чего зависит термодинамика плазмы, это - от потенциалов ионизации атомов и ионов. [14]
Использование данного подхода в массовых расчетах, особенно применительно к газам и плазме сложного химического состава представляется затруднительным, поскольку в этом случае пришлось бы выбирать в качестве исходных большое число сортов частиц и считать вириальные коэффициенты старших порядков. В этой ситуации широкое использование получил метод смеси, в котором заранее предполагается определенная номенклатура сортов частиц, существенная в рассматриваемом диапазоне внешних условий. Для учета сложных частиц в методе смеси необходимо знать константы электронных, колебательных и вращательных степеней свободы. В терминах метода исходных частиц при расчете вириальных коэффициентов смеси идеальных газов учитывается только та часть фазового пространства, которая соответствует связанным состояниям реагирующих частиц. Однако в методе смеси возникает ряд дополнительных, принципиальных сложностей, связанных с учетом взаимодействия свободных ( не связанных в уже учтенные комплексы) частиц. Как правило, вириальные поправки вычисляются с использованием исходного потенциала взаимодействия. [15]