Температура электронного газа

В тлеющем разряде при температурах газа значительно ниже 800 °К можно получить практически полную диссоциацию водорода, т. е. сверхравновесные для данной температуры, концентрации атомов. Сказанное относится и ко многим другим химическим реакциям — диссоциации кислорода и хлора на атомы, разложению различных соединений (НгО, ЫНз, углеводородов) на свободные радикалы, синтезу окиси азота из элементов и др. Указанная возможность получения сверхравновесных концентраций продуктов связана с не-изотермичностью плазмы разряда, с существованием наряду с относительно низкой температурой молекулярного газа весьма высокой температуры электронного газа. Эта разность температур внутри газа и позволяет реализовать неравновесное состояние. [c.227]

В относительно холодной неизотермической плазме, например тлеющего разряда, в которой температура электронного газа более или менее значительно превышает температуру молекулярного газа, концентрации частиц, из которых некоторые могут быть химически активными, определяются не термодинамическим равновесием, а стационарным состоянием, возникаю-пщм в результате конкуренции различных процессов образования и расходования частиц, В зависимости от соотношения скоростей противоположно направленных процессов концентрации как первично активных частиц, так и конечных продуктов внутри самой плазмы могут значительно превышать термически равновесные. В этом случае уместно говорить о специфической электрической активации реакций, которая и будет рассмотрена в данном параграфе. [c.251]

Существует три квантовые статистики. Одна из них — полная квантовая статистика (квантовая статистика Больцмана) — применима к тем системам, при изучении которых можно не учитывать или почти не учитывать требования симметрии (локализованные системы, разреженный идеальный газ). При изучении более сложных систем, например газов при очень низких температурах, электронного газа, жидкого Не и ряда других систем, оказалось, что игнорировать требования симметрии уже нельзя. Здесь следует учитывать полную волновую функцию, характеризующую всю систему в целом, которая должна быть по отношению к обмену частиц (см. 5) или антисимметричной (фермионы), или симметричной (бозоны). [c.309]

Температура электронного газа в установке Токамак-10 [c.16]

Уровень легирования велик (содержание примесей может доходить до Ю см ). Возникшая в таком кристалле большая плотность свободных носителей заряда вызывает уже необходимость пользоваться статистикой Ферми—Дирака. А так как газ частиц, подчиняющихся этой статистике, называется вырожденным, то часто термин сильно легированный полупроводник отождествляют с названием вырожденный полупроводник . Однако это не совсем правильно, ибо, например, кристалл может содержать такое количество примесей, что при комнат ной температуре электронный газ вырожден, а при высокой температуре вырождение снимается вследствие появления собственной проводимости в полупроводнике. [c.245]

В этом случае вводят в рассмотрение так называемую температуру электронного газа Тд, определяемую условием = Величина однако, не обладает всеми свойствами обычной (решеточной) температуры Т, так как в сильном электрическом поле распределение f уже не является фермиевским. [c.253]

Средней кинетической энергии электронов в плазме сопоставляют температуру соответствующего максвелловского распределения и говорят о температуре электронного газа в плазме, несмотря на то, что в газоразрядной неизотермической плазме нет термодинамического равновесия. Таким образом, температура электронного газа в плазме имеет условный смысл. Делать из значений этой температуры какие-либо выводы, основанные на законах термодинамики, в случае неизотермической плазмы нельзя. Но вместе с тем температура электронного газа или соответствующая средняя кинетическая энергия электронов, выраженная в электрон-вольтах, является параметром, характеризующим энергетическое состояние электронов в плазме, даже в том случае, когда распределение энергии среди электронов плазмы не в точности максвелловское. [c.285]

Определения температуры электронного газа в плазме по методу зондовых характеристик показали, что в пределах применимости этого метода при прочих равных условиях понижается по мере увеличения давления газа р. Такое поведение находится в полном соответствии с рассмотренным в 42 гл. VI балансом энергии электронов, движущихся в газе под действием э.лектрического поля напряжённости Е, [c.293]

Здесь У = А —постоянная Больцмана, Г — температура электронного газа (если принять распределение за максвелловское), Л/ —масса частицы газа. Для определения /д Давыдов получает уравнение [c.302]

Зависимыми переменными, которые теория стремится выразить через данные наперёд параметры разряда, являются продольный градиент потенциала JE пp, концентрация электронов по оси трубки Пд, температура электронного газа или соответствующая средняя скорость беспорядочного движения электронов плотность тока положительных ионов на стенки 1 , суммарная мощность излучения плазмы (мощность излучения единицы длины трубки) Шв- Вспомогательным параметром, необходимым для решения задачи, является ещё число ионизаций, приходящихся на один электрон в течение одной секунды. Излучаемая мощность, в свою очередь, связана с концентрацией возбуждённых атомов п . Ввиду практической невозможности решить задачу с учётом всех многочисленных возбуждаемых в разряде энергетических уровней атомов обычно делают упрощающее предположение о наличии одного усреднённого возбуждённого уровня. Для решения составляют уравнения, связывающие отдельные искомые параметры плазмы между собой и с наперёд заданными макроскопическими параметрами. Число уравнений должно быть равно числу параметров, которые желательно вычислить или необходимо ввести для решения задачи. [c.307]

Средней кинетической энергии электронов в плазме сопоставляют температуру соответствующего максвелловского распределения и говорят о температуре электронного газа в плазме, несмотря на то, что в газоразрядной неизотермической плазме нет термодинамического равновесия. Таким образом, температура электронного газа в плазме имеет условное значение. Делать из значений этой температуры какие-либо выводы, основанные на законах термодинамики, в случае неизотермической плазмы нельзя. Нельзя, например, исходя из этой температуры, подсчитывать так называемую свободную энергию плазмы. Но вместе с тем температура электронного газа, определяемая в результате применения метода зондовых характеристик, или соответствующая средняя кинетическая энергия электронов, выраженная в электрон-вольтах, несомненно, являются параметрами, близко характеризующими энергетическое состояние электронов в плазме, даже в том случае, когда распределение энергии среди электронов плазмы не в точности максвелловское. [c.490]

Здесь а—степень ионизации, р—давление газа, А—постоянная, Т—температура газа, П-—потенциал ионизации, А—постоянная Больцмана, п —концентрация возбуждённых атомов, п—концентрация нормальных атомов, II —потенциал возбуждения, g—отношение статистических весов ga gn возбуждённого и нормального состояния атома. Температура электронного газа принимается равной температуре нейтрального газа. Для упрощения задача учитывает лишь один усреднённый уровень возбуждения. Разрядная трубка предполагается расположенной вертикально. В любом другом положении конвекционные потоки газа искажают осевую симметрию режима газа. [c.335]

Произведённый этим методом расчёт величины интенсивности первого резонансного дублета Na I в зависимости от температуры электронного газа в плазме дал результаты, хорошо согласующиеся с экспериментальными данными. На рисунке 151 эти экспериментальные данные представлены треугольниками для давления паров Na 2-10 Hg, кружками—для 4 10 3 мм Hg и крестиками — для 6 10 мм Hg сплошная кривая — теоретическая. [c.349]

Температура электронного газа в плазме зависит от плотности газа (определяющей среднюю величину свободного пробега), от напряжённости электрического поля и от ряда других величин. При малых давлениях газа (порядка малых долей миллиметра ртутного столба) температура электронного газа достигает нескольких десятков тысяч градусов, в то время как температура нейтрального газа больше комнатной всего лишь на сравнительно небольшую величину. [c.393]

Но плазма в лампах сверхвысокого давления обладает свойством, которое позволяет построить новую теорию этого типа разряда. Мы имеем в этом случае изотермическую плазму, т. е. плазму, в которой температура электронного газа, температура ионного газа и температура нейтрального газа равны или почти равны между собой. Следовательно, мы имеем перед собой случай термодинамического равновесия и можем пользоваться для построения теории наблюдаемого явления законами термодинамики и выводами из них. [c.395]

Соотношение между средней энергией электронов, выраженной в эл.-в., и температурой электронного газа при максвелловском распределении электронов по скоростям. [c.737]

Условно плазмохимические реакции можно разделить на неравновесные и квазиравновесные. Примером первых являются реакции в газоразрядной плазме низкого давления. Они характеризуются сильным отклонением системы от равновесия. При малом давлении эффективность передачи энергии от электронов к тяжелым частицам низка, но так как энергию от внешнего электрического поля получают практически только самые легкие заряженные частицы — электроны, их средняя энергия оказывается намного выше средней энергии тяжелых частиц. Эффективная температура электронного газа достигает десятков тысяч градусов, в то время как температура газа тяжелых частиц может быть близка к комнатной. Следствием отрыва электронной температуры от температуры газа тяжелых частиц является определяющая роль электронных соударений в образовании химически активных частиц и последующем протекании химических реакций. [c.358]

Статистические температуры возбуждения тяжелых частиц принимаем одинаковыми и равными статистической температуре электронного газа [c.20]

Если это уравнение перевести в уравнение энергии, умножив каждый член на Р 12т, и проинтегрировать по импульсной сфере, то получим следующее выражение для температуры электронного газа [c.29]

Рассмотрим бесконечный плоский слой плазмы толщиной й, помещенный в бесконечный плоский конденсатор с расстоянием между обкладками конденсатора I (рис.). К обкладкам конденсатора приложена высокочастотная разность потенциалов У=Уое . Плазма однородна с равновесной концентрацией электронов и ионов Л/о, температура электронного газа Те, ионы считаются холодными. [c.101]

Более того, скорости одного и того же вида частиц, например электронов, могут быть распределены не по максвелловскому закону могут одновременно присутствовать две или более групп электронов, каждая из которых характеризуется своей температурой. В этом случае, строго говоря, нельзя уже рассуждать о температуре электронного газа, так как это понятие лишается однозначного смысла и можно описывать [c.23]

Как у ке говорилось, вычисление интенсивностей спектральных линий в термически неравновесной плазме практически невозможно. Однако если учесть, что возбуждение происходит преимущественно при столкновениях атома с электронами, а не с тяжелыми частицами, то в тех случаях, когда всеми остальными процессами возбуждения можно пренебречь и электронному газу можно приписать оиределенную температуру, можно вычислять интенсивности спектральных линий, пользуясь выражением (5), понимая здесь под Т не температуру плазмы, а температуру электронного газа Те- [c.24]

Во всех случаях, когда распределение атомов ио возбужденным состояниям соответствует закону Больцмана, температуру, соответствующую данному распределению, называют температурой возбуждения ( "в)-Последняя обычно близка к температуре электронного газа Т . [c.24]

Аналогично электронам ведут себя в электрическом поле и другие заряженные частицы (ионы). Однако вследствие большой разницы в массе электрона и ионов, доля энергии, передаваемой при соударении с нейтральной молекулой, будет различной. Электрон при соударении теряет всего около 0.1 /о своей энергии, ионы же могут потерять около 50%. Вследствие большой потери скорости в результате соударения температура ионов всегда будет значительно ниже температуры электронов. Энергетическое состояние электронов в газе принято характеризовать температурой электронного газа, понимая под этим термином среднюю кинетическую энергию электронов, выраженную в электрон-вольтах (эл.-в). В табл. 1 [ " ] даны соотношения между средней энергией электронов, выраженной в электрон-вольтах, и температурой электронного газа Тг при максвелловском распределении [c.135]

Ге - температура электронов, температура электронного газа в плазме [c.220]

Температура электронов, температура электронного газа в плазме Ге - модуль канонического распределения электронов по их поступательной энергии (см.(6)). [c.222]

Представленные в данном справочнике модели кинетики низкотемпературной плазмы составляют четыре блока. Первый из них описывает тепловые процессы, влияющие главным образом на температуру электронов. Электроны являются наиболее динамичной компонентой плазмы, резко реагирующей на внешнее воздействие. Модель Р. 1 позволяет определить температуру электронов в условиях, когда в балансе их энергии учитываются упругие и неупругие столкновения и нагрев во внешнем электрическом поле. В модели Р.2 вычисляется время релаксации температуры электронного газа, выведенного из равновесия каким-либо внешним воздействием. В модели Р.З рассматривается изменение температуры электронов в рекомбинирующей плазме, когда рекомбинационный нагрев [c.228]

В условиях низкого давления энергообмен между частицами сильно затруднен. Поэтому более тяжелые, медленные частицы плазмы, легко отдавая свою энергию окружающей среде, оказываются менее энергичными , чем более легкие, быстрые частицы, которые практически не вступают в энергообмеи с окружающей средой. В результате у разных компонентов такой плазмы значения температуры различны и плазма оказывается неизотермической. Температура электронного и фотонного газов неизотерми-ческой плазмы значительно выше температуры ее ионного, молекулярного, радикального, атомного и т. п. газов. Например) температура электронного газа в неоновых лампах дневного света достигает 25 ООО К, в то время как температура, обусловленная нейтральными частицами и иопами, близка к температуре окружающей среды. Внешне температура такой плазмы обычно не превышает 1000 К, поэтому на практике ее называют холодной. [c.41]

Наличие у системы или части системы собственной температуры, отличной от температуры термостата — довольно обычное явление в физике напомним, что температура электронного газа примерно на 1000 К выше температуры кристаллической решетки металла. Температуру 7экв можно трактовать как собственную характеристику решетки геля, а не системы в целом. [c.129]

Средняя кинетическая энергия электронов, ионов и атомов одинакова и, следовательно, температура электронного газа совпадает с температурой самого газа. Такое равновесие может наступить при относительно больших давлениях, при которых наблюдается большое число соударений в единицу времени и происходит интенсивный обмен энергией. Примером изотермической плазмы являются дуга и искра при атмосферном давлении. Но даже при атмосферном давлении не всегда устанавливается термодинамическое равновесие, в частности оно отсутствует в дугах, горяших в ипертпых газах 1. [c.21]

Подстановка в (123,2) выражения для распределения электронов плазмы по энергиям и апнроксимационных формул для зависимости эффективного поперечного сечения (7) от энергии соударяющегося с атомом электрона позволяет написать выражение, связывающее интенсивность /ч со средней энергией электронов плазмы (с температурой электронного газа при максвелловском распределении) и с концентрацией электронов. Таким образом, измеряя интенсивность двух спектральных линий, можно написать два уравнения и определить из них и Определение Г, значительно упрощается тем, что входит в выражение [c.438]

Пребывания электрона в дуговой плазме, т. е. тем интервалом времени, по прошествии которого электрон покидает облако плазмы у горячего пятна. Из значения скорости дрейфа электронов (10 см/с) и радиуса плазмы (100 мкм) подсчитано, что время пребывания электрона в плазме составляет 10 с (Стю-вер, 1971). Таким образом, электроны в плазме подчинены распределению Максвелла и, следовательно, имеют вполне определенную температуру. Примерно две трети электронов плазмы эмиттируются горячим пятном. Вклад каждого из них в температуру электронного газа составляет 50—90 эВ. Еше одна трегь электронов образуется благодаря ионизационным процессам в плазме. Энергия их образования равна 20—30 эВ. Согласно этим данным, температура электронного газа составляет 300 000—500 ООО К. [c.41]

Поэтому, строго говоря, надо брать интегралы столкновений заряженных частиц друг с другом в форме Леннарда—Балеску, а не Ландау. Такой подход использовался в [57] применяя метод Чепмена—Энскога, автор получил формулы для коэффициентов переноса. При этом оказалось, что результаты обычной теории весьма точны (для типичных плазм поправки составляют около 5%), причем величины коэффициентов переноса, вычисленные с учетом коллективных эффектов, оказываются меньще, чем без учета. Это вполне естественно, поскольку различные шумы и колебания в плазме способствуют установлению равновесия. Влияние коллективных свойств плазмы на время выравнивания температур между тяжелой и легкой. компонентами оценено в [58], вклад далеких взаимодействий (т. е. волн) в этом случае оказывается лшлым, около 10—15%. Весьма существенно влияние волновых взаимодействий на скорость изотронизации анизотропной температуры электронного газа при T . Полученная величина скорости выравнивания про- [c.136]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология