Неупругое столкновение - молекула
Cтраница 1
Неупругие столкновения молекул начинаются при достижении энергии возбуждения колебательного и вращательного уровней энергии молекулы. [1]
На трущихся пов-стях деталей в результате неупругих столкновений молекул энергия удара частично превращ. Стабилизация его либо распад по новому пути и есть хим. акт образования атомов и молекул; таким образом можно осуществлять селективные хим. р-ции и управлять разл. [2]
Допустим теперь, что рассматриваемый нами газ начинает взаимодействовать с окружением вследствие неупругих столкновений молекул газа со стенками, имеющими ту же самую температуру Т, что и газ. Стенки, как мы знаем, создают тепловой шум, который со скоростью звука распространяется внутрь объема. [3]
Скорость конденсации на твердой поверхности пропорциональна р - числу молекул, сталкивающихся с каждым квадратным сантиметром поверхности в секунду, ( 1 - 6) - доле поверхности, не покрытой адсорби-рованными молекулами, и у - доле неупругих столкновений молекул. Скорость испарения равна v 6, где v - скорость испарения, когда вся поверхность занята, и 6 - занятая доля поверхности. [4]
В результате взаимодействия положительно активных молекул с ди-польными происходит энергетическое насыщение образовавшихся комплексных молекул. В общем случае это связано с изменением энергии при упругом и неупругом столкновении, причем неупругие столкновения молекул сопровождаются возбуждением самых низких энергетических уровней - колебательных и вращательных - и возбуждением электронных уровней молекул. Наконец, следует учитывать и предельный случай возбуждения - ионизацию молекул. [5]
Мы предполагаем, что амплитуды ( i j1 3e ij) и ( cd frreaiC ab) известны из квантовой механики. Модельный гамильтониан (2.5.51) пригоден только для теории химических реакций в газовой фазе, так как в жидкости при неупругом столкновении молекул часть энергии будет передаваться среде и нужно учесть этот процесс в гамильтониане взаимодействия. [6]
Как известно, всякий процесс в системе, протекающий с конечной скоростью, приводит к возмущению максвелловской функции распределения. В частности, возмущение максвелловской функции распределения может происходить за счет неупругих соударений молекул, в результате которых происходит перераспределение массы и внутренней энергии сталкивающихся частиц. В обычных условиях, когда температура смеси Т невысока или достаточно велика энергия активации Е ( так что параметр EElkT 1), число неупругих столкновений молекул много меньше числа упругих соударений. Большинство опубликованных работ посвящено рассмотрению именно этого случая. [7]
В том случае, если имеет место подвод энергии к нейтральной молекуле, происходит удаление электрона от ядра; очевидно, что если имеет место отвод энергии от нейтральной возбужденной молекулы, это означает приближение электрона к ядру молекулы. Уменьшение энергии сказывается не только на переходе электрона с внешней орбиты на внутреннюю, но и на изменении энергии колебания и вращения ядра молекулы. Неупругие столкновения молекул начинаются при достижении энергии возбуждения колебательного и вращательного уровня ядра. Молекула с недостающей энергией находится в данной системе в состоянии неустойчивого равновесия. [8]
Таким образом, под переносом тепла понимается перенос частиц с разной энергией из одного места в другое. Ассоциация молекул друг с другом или молекул газа с твердой поверхностью есть обязательное условие для обмена энергиями между взаимодействующими частицами. Ассоциация молекул происходит даже при упругом столкновении, когда энергетическая разность между сталкивающимися молекулами может быть минимальной. В этом случае образующийся ассоциированный комплекс, состоящий из двух-трех молекул, крайне неустойчив и может легко распадаться. Если же имеют место неупругие столкновения молекул реального газа, которые обычно начинаются при достижении определенного энергетического уровня колебания и вращения молекул, то увеличивается число ассоциированных частиц. Образование комплексных частиц происходит и с молекулами, у которых потеря энергии сопровождается переходом электрона на низший энергетический уровень, и с ионами. В момент образования комплекса происходит как бы выравнивание энергии между ассоциирующимися частицами. [9]
 |
Молекула газа в сосуде, имеющем форму куба. [10] |
Положение об упругом характере столкновений молекул в кинетической теории газов основывается на принципе микроскопической обратимости, из которого выводится распределение Максвелла-Больцмана для скоростей молекул газа. Вместе с тем такие свойства газов, как их теплопроводность, звукопроницаемость и электропроводность, могут быть объяснены только с учетом представлений о неупругих столкновениях между молекулами газа. Возникает вопрос, почему давление газа, заключенного в сосуд, не снизится постепенно до нуля, если столкновения молекул не являются упругими. Ведь, например, в результате неупругих столкновений между резиновыми мячиками в коробке, которую сильно растрясли, а затем оставили в покое, все мячики постепенно неподвижно улягутся на дно. Дело в том, что при неупругих столкновениях молекул газа может происходить не только уменьшение, но и увеличение их кинетической энергии. В отдельных случаях молекулы могут соединиться друг с другом или прилипнуть к стенке сосуда, и тогда происходит локальное повышение тепловой, или, что то же самое, колебательной энергии газа - возникают горячие точки. Но при последующих столкновениях с молекулами, находящимися в горячих точках, другие молекулы повышают свою кинетическую энергию, и, таким образом, энергия, сосредоточившаяся в горячих точках, рассеивается по всей системе. [11]
Допустим, что мы имеем ансамбль совершенно одинаково приготовленных изолированных систем. Квантовой теорией такой ансамбль называется чистым. Ясно, что все представители такого ансамбля эволюционируют в точности одинаковым образом и притом совершенно обратимо по времени. Совсем другая картина возникает в том случае, когда системы не изолированы от внешнего мира. В случае классического газа неизолированность означает просто возможность неупругих столкновений молекул газа со стенками. Неупругие столкновения приводят к силам вязкого трения газа о стенки. Эти силы производят дополнительное затухание звуковых волн, и согласно флуктуационно-диссипационной теореме приповерхностный слой газа должен генерировать дополнительный звуковой шум. Парные столкновения быстро, по закону ехр ( г / т), наращивают возмущения со временем. В результате, ансамбль систем становится как бы смешанным: его отдельные представители эволюционируют по разным траекториям фазового пространства. Соответственно, обратимость по времени полностью исчезает и описывать такой ансамбль можно лишь статистически. [12]
Таким образом, перенос тепла - это перенос частиц с разной энергией из одного места в другое. Ассоциация молекул одна с другой в объеме или молекул газа с молекулами твердой поверхности есть обязательное условие для обмена энергиями между взаимодействующими частицами. Молекулы ассоциируются даже при упругом столкновении, когда энергетическая раз ность между сталкивающимися молекулами минимальна. В этом случае ассоциированный комплекс, состоящий из двух-трех молекул, крайне неустойчив и может легко распадаться. Для образования более устойчивой ассоциированной частицы из двух молекул с равной энергией необходимо наличие третьей частицы с меньшей энергией, чем у первых двух. В этом случае третья частица поглощает энергию ассоциации, являясь аккумулятором энергии образовавшегося комплекса. В полном аналитическом аспекте эта задача решается только с помощью теории Дирака. При неупругих столкновениях молекул реального газа, которые обычно начинаются при достижении определенного энергетического уровня колебания и вращения молекул, число ассоциированных частиц увеличивается. Комплексные частицы образуются из молекул, у которых потеря энергии сопровождается переходом электрона на низший энергетический уровень, и из ионов. В момент образования комплекса энергия ассоциирующихся частиц как бы выравнивается. [13]
Страницы: 1