Энергии передача при столкновениях перенос

Диффузия и эффузия (истечение под давлением через узкие отверстия) есть непосредственно наблюдаемое проявление невидимого движения молекул газа. Поэтому скорости диффузии и эффузии газов, как и абсолютные скорости движения их молекул, обратно пропорциональны квадратным корням из молекулярных весов. Теплопередача же через слой газа осуществляется путем отнятия тепла от теплой стенки ударяющимися о нее молекулами газа и передачу приобретенного этими молекулами избытка кинетической энергии через столкновение соседним молекулам газа и т. д., пока таким эстафетным порядком этот избыток энергии не будет передан холодной стенке. Так как перенос теплоты [c.273]

Передача электрона возможна только между ионами, у которых гидратные оболочки перестроены так, что расстояния между ядрами близки к их будущему новому состоянию, наступающему после переноса электрона. При этом должен быть преодолен некоторый потенциальный барьер. В переходном состоянии будут только такие предварительно подготовленные ионы. Эта подготовка происходит за счет передачи энергии при столкновениях и за счет электростатического взаимодействия ионов с молекулами растворителя. Дополнительное количество энергии может получаться вследствие экзотермичности процесса образования активированного комплекса. Кроме того, процесс передачи электрона возможен только в том случае, если не происходит изменения спина электрона. [c.236]

НОСТЬ стабилизации ВО, молекулярным азотом, предположив, что в данном случае столкновение приводит не только к перераспределению энергии, но и к передаче колебательной энергии. При этом перенос энергии облегчается близким совпадением квантов донора и акцептора. [c.136]

Передачу энергии от сенсибилизаторов с низкой энергией возбуждения в триплетное состояние предложено [36] называть невертикальной. В работе [36] рассмотрена возможность передачи энергии на уже возбужденную молекулу олефина. Триплетная молекула сенсибилизатора при невертикальном переносе имеет значительное время жизни и успевает претерпеть 10 —10 столкновений с молекулами олефина, отобрав при-этом такую молекулу, для которой возможен вертикальный переход. Невертикальный перенос энергии возможен, если олефин образует так называемый фантом-триплет , у которого угол между я- и л -орбиталями составляет я/2 или я. Отмечалось выше (см. также рис. 4,а), что у такого фантом-триплета энергия возбуждения ниже, чем у обычного. [c.70]

Возможен также перенос заряда ионизированной молекулой к другой молекуле с более низким потенциалом-ионизации. Таким образом, для смесей может быть характерна определенная избира-. тельность реакций. Кроме многих предложенных механизмов реакции, есть процессы, при которых возбужденные молекулы беч распада теряют свою избыточную энергию. Хорошо известна флуоресценция — превращение молекулярной энергии в видимое излучение Известен также процесс гашения — постепенное рассеивание энергии путем ее передачи ближайшим молекулам при столкновениях, происходящих в результате теплового движения или каким-либо другим путем. На этих процессах переноса энергии основан механизм защиты от излучения, благодаря которой влияние излучения на чувствительные материалы может быть уменьшено. Другой метод, усиливающий такую защиту, основан на изучении реакций радикалов, часть которых может проходить через многие стадии цепного механизма, например, реакции (2) и (4), Если имеются компоненты, склонные вступать в реакцию со свободными радикалами, то интенсивность излучения может быть уменьшена. К таким акцепторам радикалов относятся иод, ненасыщенные соединения, окиси азота, амины и кислород. [c.159]

Теплота является мерой энергии, переданной от одного тела к другому, за счет разницы температур этих тел. Эта форма передачи энергии связана с хаотическими столкновениями молекул соприкасающихся тел. При соударениях молекулы более нагретого тела передают энергию молекулам менее нагретого тела. Переноса вещества при этом не происходит. [c.95]

Явление теплопроводности родственно диффузии, так как оно также обусловлено беспорядочным движением молекул, которые переносят тепло от одних областей тела в другие. Если какое-либо тело или система тел нагреты неодинаково, то возникает поток тепла от областей с более высокой температурой к областям с более низкой температурой. Молекулы в более нагретых частях тела имеют более высокие энергии поступательного (или колебательного) движения. При столкновениях и скачках более горячие молекулы передают часть своей энергии молекулам, двигающимся медленнее, и тем самым ускоряют их движение. В свою очередь, такие ускорившиеся молекулы передают часть энергии еще более медленным молекулам. Таким образом, тепло распространяется благодаря столкновениям молекул. Скорость передачи тепла П (через единицу [c.124]

Перенос энергии за счет обменных взаимодействий может рассматриваться как особый тип химической реакции, в которой химическая природа партнеров А и О не меняется, а возбуждение переносится от одной частицы к другой. Тогда существует переходное состояние, характеризующееся расстоянием между А и О, не сильно превышающим сумму радиусов газокинетических столкновений, и перенос энергии по обменному механизму, вероятно, имеет место лишь для таких значений г. Как и другие химические процессы, перенос энергии будет эффективным лишь в том случае, если потенциальные энергии исходных и конечных продуктов расположены на непрерывной поверхности, описывающей зависимость потенциальной энергии системы от нескольких межатомных расстояний реакция, протекающая на такой поверхности, называется адиабатической. Другими словами, исходные и конечные вещества должны коррелировать друг с другом и с переходным состоянием. Большинство химических реакций с участием невозбужденных частиц может протекать адиабатически, но для таких процессов, как обмен энергией, когда участвует несколько электронных состояний, требование адиабатичности реакции может налагать ряд ограничений на возможные состояния частиц А,А и 0,0, для которых передача возбуждения эффективна. Так, для атомов и малых молекул необходима корреляция спина, орбитального момента, четности и т. д. Однако в случае сложных молекул низкой симметрии обычно необходима лишь корреляция спина. Для проверки подобной корреляции рассчитывается вероятный суммарный спин переходного состояния сложением векторных величин индивидуальных спинов реагентов (см. разд. 2.5 о сложении квантованных векторов в одиночных атомах или молекулах). Так, для исходных веществ А и В, имеющих спины Зд и 8в, суммарный спин переходного состояния может иметь величины 5а+5в , [c.122]

Многие процессы переноса энергии протекают при расстояниях между партнерами, превышающих сумму радиусов газокинетических столкновений. Например, перенос энергии между возбужденными синглетными состояниями углеводородов происходит так же быстро, как спонтанный распад, при их концентрации в бензоле порядка моль/дм это соответствует расстоянию г между взаимодействующими молекулами около 5 нм, что примерно в 10 раз больше диаметра столкновений. Измеренные константы скорости передачи возбуждения в углеводородах существенно превышают ограничиваемый диффузией предел и не зависят от вязкости растворителя. Так, константа скорости процесса [c.129]

Теплопроводность. В разреженном газе передача тепла от нагретого тела. холодному происходит за счет того, что молекулы газа, находящиеся вблизи нагретого тела, приобретают при столкновении с ним более высокую кинетическую энергию и переносят ее холодному телу. При этом в зависимости от соотношения между Я и с передача тепла осуществляется либо путем ряда последовательных столкновений молекул между собой, при каждом из которых избыток кинетической энергии передается [c.7]

Теплопроводность связана с передачей тепла посредством движения и столкновения атомов и молекул, из которых состоит вещество. Она аналогична процессу диффузии, при котором с помощью подобного же механизма происходит передача материала. Конвекция является переносом тепла посредством движения больших агрегатов молекул, т. е., в сущности, подобна процессу смешения. Очевидно, что теплопередача путем конвекции может происходить только в жидкостях и газах, тогда как теплопроводность является основным видом теплопередачи в твердых телах. В жидкостях и газах, наряду с конвекцией, наблюдается также и теплопроводность, однако первая является значительно более быстрым процессом и обычно полностью маскирует второй процесс. И теплопроводность и конвекция требуют материальной среды и не могут происходить в полном вакууме. Этим подчеркивается основное различие между этими двумя процессами и процессом излучения, который лучше всего происходит в пустоте. Точный процесс, которым осуществляется передача энергии излучением через пустое пространство, еще не установлен, но для нашей цели будет удобно считать его происходящим посредством волнового движения в чисто гипотетической среде (эфире). Считается, что внутренняя энергия вещества передается волновому движению эфира это движение распространяется во всех направлениях, и когда волна сталкивается с веществом, энергия может передаваться, отражаться или поглощаться. При поглощении она может увеличить внутреннюю энергию тела тремя способами 1) вызвав химическую реакцию, [c.418]

Ответ. Всякое тело, более нагретое, чем окружающая среда, отдает ей свою энергию. Поглощенная окружающей средой энергия идет на увеличение интенсивности движений молекул. Скорость передачи энергии зависит, во-первых, от того, сколько столкновений молекул с поверхностью тела происходит в секунду, и, во-вторых, от количества энергии, передаваемой при каждом столкновении. Молекулярный вес воды меньше среднего молекулярного веса воздуха. Поэтому молекулы воды чаще испытывают столкновения и, следовательно, переносят больше энергии. Кроме того, молекула воды — изогнутая трехатомная молекула, в то время как большинство молекул воздуха — линейные, двухатомные. Линейные молекулы могут вращаться только вокруг двух взаимно перпендикулярных осей и колебаться только в одном направлении. А молекулы воды могут вращаться вокруг трех взаимно перпендикулярных осей и испытывать колебания трех типов. Таким образом, молекула воды может при каждом столкновении передать больше энергии, чем двухатомная молекула. Общий вывод таков, что молекулы водяного пара испытывают больше соударений в секунду и при каждом столкновении передают больше энергии, чем двухатомные Поэтому их присутствие ускоряет по сравнению с сухим воздухом отдачу (или, наоборот, получение) телом энергии. (Обратите внимание, что сухой [c.147]

Вообще говоря, моншо было бы думать, что наличие внутренних степеней свободы сильно влияет только на характеристики, связанные с переносом энергии (коэффициент теплопроводности, время релаксации температуры в смеси газов разных температур). Основанием для подобного вывода служит тот факт, что внутренние степени свободы слабо влияют на передачу импульса при столкновении, а вклад их в полную -энергию может быть довольно велик. Однако такое заключение оказывается не совсем правильным. В [63] показано, что в гидродинамических уравнениях при определенных условиях появляются члены, обусловленные процессами релаксации внутренних степеней свободы, которые оказываются одного порядка с членом, содержащим сдвиговую вязкость. [c.138]

Медленные или тепловые нейтроны (0,025 эВ — 0,1 кэВ) взаимодействуют в основном путем проникновения в ядро атома, где они "захватываются" или удерживаются. Быстрые нейтроны (> 0,02 МэВ) взаимодействуют в основном путем упругого столкновения с ядром. Максимальный перенос энергии происходит при прямом столкновении (законы механики показывают, что если массы двух столкнувшихся частиц равны, то возможна полная передача энергии). Для нейтрона это становится справедливым при столкновении с ядром водорода, т. е. протоном, а для живой материи, богатой атомами водорода, это взаимодействие имеет большое значение. В результате этого взаимодействия образуются протоны, обладающие энергией, приближающейся к энергии свободных нейтронов. Будучи тяжелыми заряженными частицами, они вызывают интенсивную ионизацию по мере замедления (сравните с а-частицами). Нейтроны сталкиваются и с ядрами других атомов (например, ядрами атомов углерода, кислорода и т. д.), вызывая плотно ионизирующее излучение, что приводит к значительным биологическим повреждениям. [c.14]

Закономерности передачи энергии резко отличались [5] от требуемых теорией индуктивно-резонансного или реабсорбционного переноса. Максимальное значение йрд (для дибромантрацена в бензоле при 50° С) было на полтора порядка ниже газокинетического (1,6 10" л моль сек), что согласуется с представлением о передаче энергии при столкновении донора и акцептора. По-видимому, в наших системах не было условий для индуктивно-резонансного триплет-синглетного переноса, наблюдавшегося недавно в твердых растворах [8]. [c.119]

Триплет-триплетный перенос энергии был открыт Терениным и Ермолаевым [675] при изучении сенсибилизированной фосфоресценции в твердых растворах при 77 К (например, для карбонильных соединений в качестве доноров и нафталина или его гало-генпроизводных в качестве акцепторов). Этот механизм подтвержден многими исследованиями [42, 676—679]. Важность такого переноса вытекает из относительно большого времени жизни триплетных молекул повышается вероятность передачи энергии при столкновении с акцептором. Перенос триплетного возбуждения может происходить с высокой эффективностью и в жидких растворах со скоростью контролируемой диффузией йтт = Ю л/(моль-с). Это было показано при исследовании сенсибилизации и тушения фосфоресценции диацетила с помощью импульсной спектроскопии [680—682], при изучении замедленной флуоресценции в результате триплет-триплетного переноса энергии с последующей триплет-триплетной аннигиляцией 4], а также при применении метода химической сенсибилизации [260, 261]. Таким образом, триплетное состояние органических молекул в растворе может образовываться без какого-либо промежуточного возбуждения этих молекул в синглетное состояние путем возбуждения сенсибилизатора. Необходимым условием является более высокая энергия триплетов донора по сравнению с энергией триплетов акцептора. Это условие справедливо также для внутримолекулярного трцплет-триплетного переноса энергии между хромофорами, разделенными цепочкой углеродных атомов [683, 684], а также для процессов, в которых передача энергии осуществляется от органического лиганда к ионам металлов [685, 686]. [c.460]

Резонансное взаимодействие обнаружено при передаче энергии от флуоресцирующей молекулы к молекуле тушителя. Если молекула тушителя поглощает при более длинных волнах, чем флуоресцирующая, то передача энергии может происходить на значительно больших расстояниях, чем радиус столкновения. Расстояние, на котором осуществляется перенос энергии, для систем антрацен—перилен, перилен—рубрен достигает 50—100 А. Такой резонансный перенос приписывают дальнодействую-щему диполь—дипольному взаимодействию. Резонансный перенос энергии может наблюдаться не только для электромагнитного, но и для акустического поля (М. Волькен-штейн). [c.96]

Передача энергии от флуоресцирующей молекулы к молекуле тушителя может происходить на значительно больших расстояниях, чем радиус столкновения, если молекула тушителя поглощает при более длинных волнах, чем флуоресцирующая молекула. Критическое расстояние для переноса энергии от акри-флавипа к родамину В в метаноле, например, порядка 70 А [39]. Скорость не определяется диффузией она почти не зависит от вязкости растворителя [37]. Это замечательное явление приписывают дальиодействующему диноль-дииольному взаимодействию, которое может быть достаточным для переноса энергии, если изменение энергии при дезактивации одной молекулы близко к изменению энергии при поглощении в другой часто это называют резонансным переносом . По-видимому, это явление имеет место при фотосинтезе [41]. [c.164]

Аналогичное предположение делает Уолш [7], принимая, что большая эффективность двуокиси углерода в процессе стабилизации НОз при столкновениях связана с тем, что колебательные кванты радикала и инертной молекулы близки по величине. У двуокиси углерода есть пара уровней — 1286 и 1388 смГ , возникшая как результат случайного вырождения, обусловленного совпадением частот симметричного валентного колебания и первого обертона деформационного колебания [8]. Вторая частота очень близка к частоте деформационного колебания ОН в НОз, а первая мало отличается от частоты валентного колебания О — О. Если значения частот, полученные Миллигэном и Джейкоксом [4] правильны, то приведенные выше частоты СОз отличаются от частот ВОз (1020 смГ и, возможно, несколько ниже 1100 см ) больше, чем от частот НОз. Однако, несимметричное валентное колебание СО3 имеет частоту 2350 слГ , которая немного ниже частоты валентного колебания ОВ в ВО2 (2530 сл ). Следовательно, если высокая эффективность СОз связана с большой вероятностью передачи колебательных квантов от одной частицы к другой, то одинаковая способность к стабилизации НОз и ВОз (см. табл. 2) может быть только случайной, так как в процессе переноса энергии должны принимать участие разные колебания радикалов НОз и ВОд (и также СО3). Хотя такое объяснение и возможно, однако не исключено, что большая эффективность двуокиси углерода связана с ее более сильным промотирующим действием на процесс перераспределения энергии. Последнее может быть следствием способности СОз принимать очень малые порции энергии на вращательные степени свободы, обеспечивая тем самым новые возмо/кности перераспределения энергии. [c.136]

Химическая реакция инициируется взаимодействием между реагентами, причем это взаимодействие должно быть достаточно сильным, порядка величины межатомных взаимодействий в самих молекулах. Последнее, очевидно, требует сближения реагирующих молекул, обычно до состояния непосредственного контакта. Хотя можно привести некоторые примеры, когда указанное условие не является столь строгим тут можно упомянуть реакции переноса электрона в газовой или в конденсированной фазе или процесс передачи энергии электронного возбуждения все же как общее правило приведенное выше соображение остается правильным. Так, мы приходим к концепции столкновения как необходимому требованию протекания реакции. Отсюда же возникает естественное разделение реакций на мономолекулярные, бимолекулярные, тримолекулярные и т. д. по числу молекул, одновременно принимающих прямое участие в химической реакции (столкновительном комплексе). Проблема столкновения реагентов, формально отсутствующая в мономолекулярной реакции, становится определяющей в случае тримолекулярных реакций из-за крайне малой вероятности тройных столкновений суммарная вероятность таких реакций, как правило, крайне мала (в газе при нормальных температурах и давлении вероятность тройных столкновений приблизительно в 100 раз меньше вероятности двойных). Она может эффективно повышаться, если две из участвующих в таком соударении частиц образуют сравнительно долгоживущий комплекс. Типичными и очень важными случаями химических реакций подобного типа являются реакции с участием двух лигандов, встроившихся в координационную сферу комплексного соединения, либо адсорбированных молекул, тогда роль третьего тела играет поверхность [c.13]

Мы говорили о переносе электронного возбуждения. Между тем весьма важную роль может играть и передача колебательной энергии, однако по этому вопросу практически нет пригодных к использованию данных. Имеющиеся опыты в газовой фазе говорят, как известно, что эффективность превращения колебательнрй энергии в поступательную при столкновениях лежит между 10 й 10 . [c.195]

Понятие подвижности иона в газе вполне обосновано лишь при относительно высоких давлениях газа (1—10 мм рт. ст.) и малой напряженности поля (нет автоионизации) когда прямая пропорциональность между V ж Е нарушается, понятие П. и. становится весьма условным. П. и. в газе может быть определена из теории Ланжевена. В теории предполагается, что энергия поступательного движения ионов вдоль ноля мала по сравнению с энергией теплового движения, а столкновения частиц происходят как соударения упругих шаров. По этой теории П. и. убывает с ростом массы иона и давления газа. Более строгая теория, данная также Лапжевеном, учитывает поляризационные силы, действующие между ионами и нейтральными молекулами, и объясняет рост П. и. с уменьшением диэлектрич. проницаемости газа, в к-ром происходит движение ионов. При движении ионов в сильных полях и при малых давлениях газа теория П. п. должна учитывать неупругие столкновения, образование и распад отрицательных ионов, а для положительных ионов — эстафетный перенос заряда (перезарядка), к-рый состоит в передаче заряда иона молекуле при столкновении. Последний процесс особенпо существен при движении в газе его собственных ионов. Изучение Н. и. весьма существенно для понимания процессов, происходящих при электрич. разрядах в газе. [c.54]

В 1923 г. И. Христиансен и Г. Крамере [49], пытаясь объяснить особенности мономолекулярных реакций, дали общую формулировку цепной теории. Они предположили, что активные молекулы возникают не только при столкновении нормальных, но и в результате передачи энергии молекул продукта молекулам исходного соединения. На основе постулата о межмолекулярном переносе энергии авторы дали объяснение отрицательного катализа и отмечали, что в рамках новой теории можно подойти к иззгчению механизма пределов воспламенения газовой смеси. [c.220]

При захвате электронов в столкновениях трёх тел вероятность передачи энергии зависит от природы третьего тела и от вероятности соответствующего элементарного процесса. Вероятность передачи энергии будет больше, если третьим телом явится атом или молекула, чем если третьим тело М будет свободный электрон. Если избыток энергии целиком переходит в потенциальную энергию третьего тела (резонансный перенос), то, как показывает Массей ([858], стр. 38—39), уже будут иметь значение такие сравнительно низкие концентрации третьих тел, как 10 на 1 см . Если же резонансный перенос невозможен, и излишняя энергия переходит в кинетическую энергию относительного движения атомных систем, то, чтобы вероятность присоединения электрона к ато му была сравнима с вероятностью в случае того же присоединения, сопровождаемого излучением, требуются концентрации 10 на 1 см и более. [c.246]