ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теоретический расчет излучателыгой способности равновесных газов в инфракрасной области спектра при умеренных температуТеоретические расчеты коэффициентов поглощения изотермического газа для излучения черного тела пределы применимости оценок эффективной ширины полосы из "Количественная молекулярная спектроскопия и излучательная способность газов" Коэффициент поглощения и излучательная способность молекулярного газа связаны между собой самым непосредственным образом. Количественные выражения этой связи зависят от детальной структуры колебательно-вращательных полос. [c.312] В этом разделе мы рассмотрим последовательно поглощение черного излучения в колебательно-вращательных полосах с перекрывающимися спектральными линиями при произвольных оптических толщинах, с неперекрывающимися спектральными линиями при малых оптических толщинах и с неперекрывающимися спектральными линиями с дисперсионным контуром. Затем сопоставим расчетные данные с известными экспериментальными результатами для водяного пара и углекислого газа. В заключение обсудим поглощение молекулярным газом излучения молекул. [c.312] Для двухатомных молекул при умеренных температурах предполагается, что г практически равно нулю и поэтому (12.15) сводится к (12.10). Сравнение (12.6), (12.10), (12.15)и (12.16) показывает, что все эти соотношения стремятся к одной и той же предельной величине при X— 0. Проведенный анализ можно обобш,ить для спектральных линий произвольной формы. [c.315] Сопоставление расчетных и экспериментальных значений коэффициентов поглощения водяного пара [1,2] и углекислого газа. В соответствии с предыдущим обсуждением формула (12.6), но-видимому, применима для больших оптических толщин, тогда как для малых оптических толщин удобнее применять (12.7). [c.315] Из приведенных графиков видно, что (12.6) и (12.17) довольно хорошо соответствуют экспериментальным данным. В этой связи интересно отметить, что измеренные коэффициенты поглощения получены при общем давлепии 1 атм для парциальных давлений водяного пара, изменяющихся от О до 1 атм. Так как выражение (12.6) выведено для случая перекрывающихся вращательных липий, то нельзя ожидать, что оно будет применимо при низких давлениях и малых оптических плотностях. Из фиг. 12.1 —12.3 очевидно, что существенные отклонения от (12.6) имеют место только при малых оптических плотностях. [c.315] Очевидно, что при X— 0, (12.18) пе приводит к правильной предельной величине [см. (12.7)]. [c.317] Экспериментальные данные для СО2 можно легко объяснить теоретически,, используя статистическую модель (см. задачу 12.4). [c.318] Излучение и поглощение колебательно-вращательными полосами с перекрывающимися спектральными линиями [1]. Рассмотрим два изотермических параллельных слоя одного и того газа при температурах Та. и g2 с оптическими плотностями (в см-атм) X = p L и = соответственно. Здесь р и pj парциальные давления поглощающего и излучающего газа соответственно, а и Lj — соответствующие геометрические отрезки пути, по которым распределены молекулы. [c.318] Формулы (12.31а) и (12.316) представляют выражения для коэффициента поглощения при температуре То газа, характеризующегося колебательно-вращательными полосами с перекрывающимися спектральными линиями, для излучения, испускаемого тем же газом при температуре Тс2. [c.321] Здесь Р (ю) представляет вклад в сумму (12.36), для которого 0 / , /т — 1 Р ( ) - часть, для которой / , - Q / / 1- ( Р (со) равна части для /да + + 1 / со -целое число (которое вскоре будет определено), много большее Ь/д, и/ - наибольшее целое число, меньшее (со - а)ц)/с/. Очевидно, мы выбрали со так, чтобы в Р-ветви со сОц. [c.322] Оказывается для вычисления Р (со) по (12.39) при типичных значениях у и необходимо учитывать значительное число членов. По этой причине предпочтительнее определять Р (со) из (12.38) путем графического интегрирования. [c.324] Таким образом, показано, что вклад Р (со) в Р(со) пренебрежимо мал. [c.326] Представляющие интерес спектроскопические данные для наиболее интенсивных колебательно-вращательных полос СО, НС1, Oj и Н О приведены в табл. 12.1. В табл. 12.2 даны значения для различных температур и давлений. [c.327] Вернуться к основной статье