Установление - равновесное распределение - энергия
Cтраница 1
Установление равновесного распределения энергии по колебательным степеням свободы молекул в газах имеет две особенности. Энергетическая емкость колебательных степеней свободы значительно выше, чем поступательных и вращательных. [1]
Охлаждение пламени вследствие естественной и вынужденной конвекции и неполнота сгорания вследствие охлаждения могут не препятствовать установлению равновесного распределения энергии в газах, однако обусловливают более низкие значения температур по сравнению с адиабатическими. [2]
Релаксационные процессы в жидкостях, так же как и в газах, могут быть связаны с процессом обмена энегрии между внешними и внутренними степенями свободы молекул. Мы будем здесь исходить из того важнейшего положения, что установление равновесного распределения энергии между внешними и внутренними степенями свободы требует для своего завершения конечного промежутка времени. [3]
 |
Регистрация распространения ударной полны в воздухе. [4] |
Таким образом, по мере усиления ударной волны свойства двухатомных газов все больше приближаются к свойствам одноатомных. Особенно наглядно это проявляется в ударной волне в водороде, где требуется значительно большее число столкновений для установления равновесного распределения энергии по вращательным степеням свободы. Только на этом расстоянии температура и плотность в ударной волне оказываются в соответствии со свойствами двухатомного газа. [5]
Наблюдается при таких частотах и давлениях, когда длина волны звука сравнима с длиной свободного пробега. Приведенные ф-лы для с и а в этой области неприменимы, необходимо пользоваться кинетич. Установление равновесного распределения энергии по вращательным степеням слободы газов; проявляется в объемной вязкости. Релаксация наблюдается при частотах, примыкающих к первой области. Установление равновесного распределения энергии по колебательным степеням свободы в газах и жидкостях; проявляется в объемной вязкости. Релаксационные частоты для разных веществ широко варьируют во всем доступном исследованию диапазоне. [6]
Вместе с тем протекание реакции зависит, как правило, не только от термодинамических свойств реагирующей системы. Прежде чем перейти в равновесное состояние, определяемое термодинамикой реакции, система проходит через ряд промежуточных состояний. Скорость прохождения системой этих стадий определяется кинетикой процесса: скорость установления равновесного распределения энергии по степеням свободы - физической кинетикой, скорость установления равновесного химического состава - химической кинетикой. При этом спецификой плазмохимических реакций является сильное взаимное влияние факторов физической и химической кинетики. Конечная скорость установления равновесного распределения энергии по различным степеням свободы в ряде случаев ограничивает возможность применения классических методов химической кинетики, основанных на предположении о максвелл-больцмановском распределении энергии в реагирующей системе. Но и в тех случаях, когда методы химической кинетики могут считаться применимыми, исследование химической кинетики системы затрудняется тем, что сравнительно высокие при рассматриваемых температурах скорости химических реакций могут весьма существенно зависеть от скорости физических процессов, таких как диффузия - молекулярный и турбулентный перенос, макроскопическое перемешивание компонентов реагирующей системы. Изучение плазмохимиче-ского процесса предполагает, в общем случае, исследование элементарных актов соударений при условии kT - Е & - Е лт, термодинамики, физической и химической кинетики процесса, а также вопросов газодинамики перемешивающихся потоков реагирующих веществ с учетом взаимоосложняющих воздействий всех этих факторов друг на друга. Сложность такой постановки задачи очевидна. Поэтому правомерно принять некоторое физически осмысленное упрощение отдельных сторон вопроса, разграничение отдельных факторов и их взаимных влияний. [7]
Наблюдается при таких частотах и давлениях, когда длина волны звука сравнима с длиной свободного пробега. Приведенные ф-лы для с и а в этой области неприменимы, необходимо пользоваться кинетич. Установление равновесного распределения энергии по вращательным степеням слободы газов; проявляется в объемной вязкости. Релаксация наблюдается при частотах, примыкающих к первой области. Установление равновесного распределения энергии по колебательным степеням свободы в газах и жидкостях; проявляется в объемной вязкости. Релаксационные частоты для разных веществ широко варьируют во всем доступном исследованию диапазоне. [8]
Вместе с тем протекание реакции зависит, как правило, не только от термодинамических свойств реагирующей системы. Прежде чем перейти в равновесное состояние, определяемое термодинамикой реакции, система проходит через ряд промежуточных состояний. Скорость прохождения системой этих стадий определяется кинетикой процесса: скорость установления равновесного распределения энергии по степеням свободы - физической кинетикой, скорость установления равновесного химического состава - химической кинетикой. При этом спецификой плазмохимических реакций является сильное взаимное влияние факторов физической и химической кинетики. Конечная скорость установления равновесного распределения энергии по различным степеням свободы в ряде случаев ограничивает возможность применения классических методов химической кинетики, основанных на предположении о максвелл-больцмановском распределении энергии в реагирующей системе. Но и в тех случаях, когда методы химической кинетики могут считаться применимыми, исследование химической кинетики системы затрудняется тем, что сравнительно высокие при рассматриваемых температурах скорости химических реакций могут весьма существенно зависеть от скорости физических процессов, таких как диффузия - молекулярный и турбулентный перенос, макроскопическое перемешивание компонентов реагирующей системы. Изучение плазмохимиче-ского процесса предполагает, в общем случае, исследование элементарных актов соударений при условии kT - Е & - Е лт, термодинамики, физической и химической кинетики процесса, а также вопросов газодинамики перемешивающихся потоков реагирующих веществ с учетом взаимоосложняющих воздействий всех этих факторов друг на друга. Сложность такой постановки задачи очевидна. Поэтому правомерно принять некоторое физически осмысленное упрощение отдельных сторон вопроса, разграничение отдельных факторов и их взаимных влияний. [9]
При столкновениях молекул вследствие перераспределения энергии устанавливается равновесное ( максвелл-больцма-новское) распределение энергии. Это распределение энергии по молекулам может быть нарушено быстро протекающей химической реакцией. Эндотермическая реакция ( например, диссоциация молекул) обедняет газ горячими молекулами. Если в газе не успевает восстанавливаться равновесная концентрация богатых энергией молекул, то газ обедняется горячими молекулами, скорость реакции уменьшается. Экзотермическая реакция, наоборот, поставляет возбужденные молекулы, и при недостаточно интенсивном установлении равновесного распределения энергии реакционная система содержит повышенное количество колебательно-возбужденных молекул. [10]
Чем дальше состояние газа от термодинамического равновесия, тем большая часть энергии сосредоточена в энергии поступательного движения, тем выше фактическая температура газа и ниже его плотность по сравнению с той, которая соответствует данному повышению давления. Ширина фронта ударной волны определяется поэтому расстоянием и соответствующим числом столкновений, на котором завершается достижение равновесного распределения энергии между различными степенями свободы и которое может быть найдено только и; опыта. Расстояние, на котором устанавливается постоянная плотность, соответствующая скорости ударной волны, и есть фактическая ширина фронта ударной волны. Таким образом, по мере усиления ударной волны свойства двухатомных газов все больше приближаются к свойствам одноатомных. Особенно наглядно это проявляется в ударной волне в водороде, где требуется значительно большее число столкновений для установления равновесного распределения энергии по вращательным степеням свободы. Только на этом расстоянии температура и плотность в ударной волне оказываются в соответствии со свойствами двухатомного газа. [11]
Страницы: 1