Поперечное сечение столкновений

ПОПЕРЕЧНОЕ СЕЧЕНИЕ СТОЛКНОВЕНИЙ [c.275]

Законы механики могут быть использованы на двух уровнях для расчета свойств больших количеств вещества. На первом уровне (кинетическая теория, рассматриваемая в данной главе) применяется сравнительно простая процедура математического усреднения. На втором уровне (статистическая механика, гл. 17) используется более абстрактный статистический подход. Из кинетической теории можно вывести законы идеального газа и найти распределение молекул по скоростям на основе очень простой модели газа. Величины теплоемкостей газов могут быть рассчитаны вплоть до предела, где проявляются квантовые эффекты. Таким образом, кинетическая теория помогает нам понять термодинамические свойства с молекулярной точки зрения, а также скорости разнообразных процессов. С помощью понятия поперечного сечения столкновения можно для простой модели рассчитать частоту молекулярных столкновений и скорости переноса массы, энергии и количества движения в газе. [c.259]

Для данной пары молекул поперечное сечение столкновений можно определить экспериментально методом молекулярных пучков. Поскольку полное сечение Q зависит от относительных скоростей соударяющихся молекул, необходимо использовать монохроматический по скоростям молекулярный пучок (рис. 9.5). [c.275]

Для определения поперечного сечения столкновений Q рассмотрим пучок частиц А, проходящий через область с постоянной концентрацией частиц В. В целях упрощения допустим, что все частицы А движутся с одной и той же скоростью, а частицы В находятся в покое. Интенсивность /д пучка частиц А равна числу частиц А, проходящих через единичную площадку, перпендикулярную пучку, за единицу времени. Уменьшение интенсивности пучка частиц А вследствие столкновений с частицами В за единицу времени при прохождении через единичную площадку, перпендикулярную пучку, пропорционально интенсивности /д пучка частиц А, концентрации частиц В в рассеивающем объеме и длине йх вдоль направления пучка. Пренебрегая столкновениями трех и более частиц, получим [c.275]

Эффективное поперечное сечение. Если бы молекулы представляли собой упругие твердые шары определенного радиуса г, то число столкновений зависело бы непосредственно от суммы их радиусов и Гг, определяющей величину поперечного сечения столкновения, равную а = я г + + Г2)2. в действительности молекулы, разумеется, не представляют собой твердых шаров, и их взаимодействие на близких расстояниях определяется [c.125]

Поскольку обычно интересуются ие самим процессом столкновения, а его результатом, например, изменением скорости и энергии каждой из молекул, столкновение последних все же можио приближенно рассматривать. как столкновение твердых шаров. Это столкновение, однако, будет характеризоваться эффективным поперечным сечением, величина которого зависит от природы сил, действующих между молекулами. В зависимости, от характера столкновения эффективное поперечное сечение для одних и тех же молекул может быть различным. Так, например, поперечное сечение для упругого столкновения двух молекул (т. е. такого столкновения, в результате которого их внутренняя энергия остается без изменения) в общем случае должно отличаться от поперечного сечения столкновения, приводящего к химическому превращению. Это отличие обусловлено прежде всего тем, что химические превращения всегда связаны с неупругими столкновениями, эффективность которых зависит от вероятности перераспределения энергии между различными степенями свободы молекул. Последнее обстоятельство должно особенно сильно сказываться в случае реакций между сложными молекулами (см. стр. 179 и сл.) [c.125]

ЭФФЕКТИВНЫЕ ПОПЕРЕЧНЫЕ СЕЧЕНИЯ СТОЛКНОВЕНИЙ. [c.166]

Фактор уширения линии Kij можно выразить через эффективное поперечное сечение столкновений молекул [c.35]

В настоящее время изучено значительное число ион-молекулярных реакций. Эти реакции удается наблюдать в масс-спект-рометре, поскольку они имеют незначительную энергию активации и большое поперечное сечение столкновений ( Ю0 А ),. [c.56]

Зависимость от энергии не может быть объяснена на основании законов классической механики. Объяснение этою эффекта является одним из наиболее значительных успехов волновой механики. Бор давно предположил, что чрезвычайно малые эффективные поперечные сечения столкновений электронов с атомами д — см. раздел в) в инертных [c.40]

Наиболее прямой путь для описания динамики таких реакций— расчет классических траекторий на поверхности, подобранной эмпирически или вычисленной приближенными квантовомеханическими методами [12, 15—17]. Большинство выполненных в последнее время расчетов классических траекторий включало движение с учетом всех степеней свободы, кроме поступательного движения центра масс. Можно изменять качественные характеристики поверхности потенциальной энергии и наблюдать соответствующие изменения в расчетных вращательных и колебательных распределениях продуктов, а также в дифференциальных и полных поперечных сечениях столкновений, приводящих к реакции. Есть надежда путем таких расчетов получить простые обобщенные уравнения, связывающие некоторые виды поверхностей с определенными типами рассеяния и энергетическим распределением продуктов. Например, в серии работ по исследованию реакций типа А + ВС АВ -ЬС. Поляни и сотр. [7, 12, 18] рассмотрели процесс выделения энергии на различных стадиях реакции. [c.128]

При электрической накачке, когда газ состоит из атомов одного сорта, населенность верхнего уровня лазерного перехода может происходить только в результате соударения атомов со свободными электронами. Поперечное сечение столкновения ае = Ое и) данного перехода под действием накачки в случае моноэнергетических электронов, обладающих скоростью и, определяется выражением [c.29]

Это явление используется для получения сведений о поперечных сечениях столкновений излучающих атомов (см. [6]). [c.430]

Коэффициенты переноса для многокомпонентного реагирующего частично ионизованного газа определить довольно трудно. На основе обычных металлов кинетической теории был сделан ряд расчетов, однако результаты неодинаковы из-за различных предположений о величине поперечных сечений столкновений. По-видимому, те расчеты, в которых учтены низкотемпературные значения поперечных сечений (см. [14] или П5]), в настоящее время настолько же верны, как и любые другие расчеты. Довольно полезные сведения по коэффициентам переноса при высоких температурах содержатся в другой работе [161. [c.277]

М = Аг, Нг и СОа). Приближенно полагая поперечные сечения столкновений электронно-возбужденной молекулы N0 тождественными поперечным сечениям N0 в основном состоянии, из приведенных выше значений констант скорости найдем Р1, о = 0,245 (N0) , 0,003 (N3) и 0,0001 (Не). [c.205]

Dij. Его можно привести к более удобному виду, если число столкновений типа i j в единице объема за секунду (Vij) выразить через другие молекулярные характеристики. Так как в единице объема находится ге,- молекул -го типа, то Vij = Tiihij, где Xij — среднее время между столкновениями молекулы сорта i с молекулами сорта /. Обозначим через Oij эффективное поперечное сечение столкновений молекул типа i и j [например, в случае твердых сфер с радиусами Г и rj эффективное сечение равно = я (г,- 4- TjY], а через дц — среднюю относительную скорость молекул типа i и /. Тогда для любой молекулы сорта t можно выделить в пространстве объем, равный Oij Vij, такой, что данная молекула столкнется с каждой молекулой сорта /, находящейся в этом объеме. Поскольку в среднем рассматриваемая молекула сорта i. испытает соударение с молекулой сорта / после прохождения объема, равного i/rij, где rij — число молекул сорта / в единице объема, ясно, что число столкновений молекулы сорта i с молекулами сорта / за секунду равно 1/т = = rij (OijVij). Поэтому [c.562]

Распределение скоростей молекул можно определить экспериментально с помощью метода молекулярных пучков. Пучок молекул, движущихся в вакууме, выделяется щелями и проходит через селектор скоростей, который пропускает к приемнику молекулы в узком интервале скоростей. Селектор скоростей представляет собой систему дисков с прорезями, укрепленных на валу, который вращается со строго заданной скоростью при соответствующем взаимном расположении прорезей. Типичная установка с молекулярным пучком, предназначенная как для изучения распределенпя скоростей, так и для определения поперечных сечений столкновения молекул (разд. 9.10), показана на рис. 9.5. На установке такого типа было экспериментально проверено распределение скоростей Максвелла — Больцмана. [c.268]

Классическое поперечное сечение столкновений молекул, взаимодействующих в соответствии с потенциалом Леннарда-Джонса, стремится к бесконечности, когда относительная скорость стремится к нулю. Это происходит из-за того, что потенциал нигде не обращается в нуль, кроме случая бесконечного удаления молекул друг от друга. Бесконеч-но большое поперечное сечение, конечно, не имеет смысла, и объяснение этого, не имеющего физического смысла предсказания дает квантовая механика. При расчете поперечных сечений столкновений квантовомеханическими методами бесконечно большие значения отсутствуют. [c.276]

Струя рабочего газа должна обладать как можно большим передаваемым количеством движения, причем передаваемым не стенкам корпуса, а молекулам откачиваемого газа. Поэтому же-, лательно, чтобы молекулы рабочего газа имели большую массу и большое поперечное сечение столкновений. [c.33]

Несмотря на то, что принципиальная роль диаметра молекул в таких физических явлениях, как рассеяние потока частиц или вязкий поток газов, и установлена твердо, однако вывод точных соотношений вызывает значительные теоретические трудности. Основные затруднения связаны с отказом от упрощенной модели твердых сфер для молекул газа. Реальные молекулы газа являются сложными структурами и не являются обязательно сферическими. Между молекулами наблюдаются притягивающие п отталкивающие силы, которые зависят от расстояния. По-видимому, вместо представления молекул в виде твердых сфер строго определенного диаметра более реально следует их представлять как частицы, имеющие эффективное поперечное сечение столкновений, диаметр которого может меняться в зависимости от типа проводимого эксперимента. Дэшман ([21], стр. с>9) нровел сравнение диаметров эффективного поперечного сечения молекул, п лученных различными методами. Для широко распространенных газов Не, Н2, О2, N3, Аг, СН4, СОд и паров Н2О.диаметры эффективного поивречйого сечения лежали в области от 2 до 5 А. На рис. 5 для этих значений О приведены величины средних длин свободного пробега молекул при различных давлениях, полученные на основе уравнения (38). Поскольку диаметры молекул не сильно отличаются друг от друга, средние длины свободного пробега для всех наиболее распространенных газов лежат в [c.32]

Столкновение двух частиц может произойти лищь тогда, когда имеет место встреча их на соответствующей площади, равной поперечному сечению столкновений [ 47, 53]. Можно предположить, что при гравитационной классификации соударения, в которых будут одновременно участвовать более двух частиц, маловероятны [7] и расс.матривать следует только парные взаимодействия. [c.103]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология