ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Применение ультразвуков при исследовании жидкостей из "Применение ультраакустических методов в практике физико-химических исследований" При использовании ультразвуков для целей физико-химических исследований большое значение имеет изучение дисперсии звука. [c.110] Дисперсия ультразвука может вызываться различными причинами, из которых наиболее важными являются вязкость, релаксационные явления и избирательный резонанс. Наибольшее значение, может быть и не совсем справедливо, приобрело истолкование дисперсии в направлении идей так называемой релаксационной теории [87, 88]. Поскольку несомненно, что дисперсия ультразвука в газах в ряде случаев действительно имеет своей причиной релаксационные явления, мы начнём рассмотрение теории дисперсии с изложения именно релаксационной теории. При этом подчеркнём, что нам представляется неверным во всех случаях пытаться свести истолкование дисперсии только к релаксационным явлениям. [c.110] Внутренняя энергия, которой обладает многоатомный газ, распределяется равновесно между различными формами энергии, в которых возможна аккумуляция её молекулами газа. Это означает, что в любой момент некоторая часть энергии будет находиться в форме энергии поступательного движения молекул, некоторая — в форме энергии вращательного движения и некоторая — в форме колебательной энергии молекул. Распределение энергии между упомянутыми выше формами зависит только от температуры и при неизменной температуре остаётся постоянным. [c.110] И вращательного движений. Такой переход продолжается до восстановления равновесного распределения энергии. Это равновесие является динамическим, так что в какой-либо промежуток времени некоторое количество энергии поступательного движения превращается в другие формы энергии, и этот переход компенсируется эквивалентным ему встречным переходом. [c.111] В звуковой волне газ будет периодически подвергаться адиабатному сжатию и расширению, одновременно с которыми так же периодически будет изменяться плотность и температура. [c.113] Как и следовало ожидать, при (о О уравнение (3.16) переходит в уравнение (3.6), при (и- оо уравнение (3.16) переходит в уравнение (3.7). [c.114] Следует отметить, что простота полученных выражений является результатом ряда сделанных выше упрош,ающих предположений. Первое предположение сводится к тому, что число возбуждённых молекул очень мало по сравнению с числом нормальных молекул. Именно это предположение лежит в основе уравнения (3.8). [c.115] В качестве дальнейшего уточнения можно при рассмотрении вопроса о скорости звука воспользоваться в качестве уравнения состояния не уравнением идеальных газов, а уравнением Ван-дер-Ваальса. [c.116] Предводителева, базирующиеся на принципиально новых представлениях [93]. Среда, в которой распространяется звук, рассматривается в этих работах как система, в которой возможны как упругие, так и неупругие удары. Неупругие удары ведут, с одной стороны, к изменению количества движения и кинетической энергии, а с другой стороны — к изменению числа элементов, составляющих систему. В отсутствии химических взаимодействий изменение числа элементов вызвано образованием молекулярных ансамблей, существующих хотя и короткое, но всё же конечное время. [c.117] Следует ещё раз подчеркнуть, что метод Предводителева позволяет решать весьма сложные задачи, получая при этом общее решение вопроса. [c.117] Здесь й) — частота ультразвука, g — скорость перемещения поверхности флуктуаций, 5—параметр остальные величины имеют те же значения, что и в уравнении (3.16). [c.118] Скорость звука в парах этилового спирта при 262° С. [c.118] Уравнение А, С, Предводителева было проверено на основании данных о скоростях звука в парах метилового и этилового спиртов, полученных Ахметзяновым [50]. [c.118] Теория А. С. Предводителева приводит к хорошему согласию с опытом и в случае распространения ультразвука в других многоатомных газах или парах. [c.119] Следует отметить, как весьма ценную особенность этой теории, то обстоятельство, что, развиваясь не в духе обычных представлений релаксационной теории, она открывает перед физико-химиками новые возможности использования ультраакустических измерений для изучения газообразных систем. [c.119] Промежутка времени. Давление газа будет пропорционально энергии поступательного движения молекул выражаемой разностью Е — Е—Е . [c.120] Изучение дисперсии скорости звука в многоатомных газах открывает перед физико-химиками широкие возможности исследования элементарных процессов, происходящих при соударениях молекул газов. Исследуя дисперсию звука в чистых газах и газовых смесях, можно определить следующие особенности элементарных процессов в газах. [c.121] Ввиду большого интереса, который представляют подобные измерения, изложим пути использования результатов, полученных при изучении дисперсии ультразвука в газах. [c.121] Какие из этих величин считать связанными с внешними степенями свободы и какие — с внутренними, можно решить на основании акустических измерений. Полагая с = Спост, получим кривую / (рис. 80), приравняв = ПОСТ-1- колеб, получим кривую 2, и, наконец, кривая 3 получена в предположении Сд = -пост вращ- Совпадение, наблюдаемое в последнем случае между значениями скорости, рассчитанными теоретически и найденными экспериментально, убеждает нас в правильности последнего предположения. [c.122] Величина Р определяется при помощи уравнения (3.17). Как можно заключить на основании рассмотрения данных таблицы 3, р является функцией температуры. [c.123] Вернуться к основной статье