Времена релаксации и число колебательных степеней свободы

Времена релаксации и число колебательных степеней свободы [c.196]

Полное термодинамическое равновесие за ударной волной (без учета химической реакции) устанавливается по окончании процессов поступательной, вращательной и колебательной релаксации. Для поступательной и вращательной релаксации необходимо от нескольких до десятков соударений. Колебательная релаксация молекулярных газов происходит медленнее. Времена установления равновесия по колебательным степеням свободы могут быть легко и просто измерены в ударных трубах. В некоторых случаях процесс колебательной релаксации может происходить одновременно с химическими изменениями. Например, если азот, время колебательной релаксации которого максимально для двухатомных газов, является просто инертным разбавителем исследуемой смеси газов, то температура и плотность смеси будут сильно зависеть от колебательной релаксации азота. Процессы релаксации и заселения электронно-возбужденных состояний достаточно быстры и не играют существенной роли по крайней мере в области температур, где ионизация незначительна, поскольку энергия электронного возбуждения для большого числа простейших молекул и атомов очень велика, а соответственно заселенность этих уровней пренебрежимо мала. [c.124]

Эффективное время релаксации, определяемое по дисперсии ультразвука в ацетилене, равно 7,28-Ю" сев, а время релаксации для степени свободы, непосредственно возбуждаемой, 4,08-10 сек. Вклад этой колебательной степени свободы С1 в мольную колебательную теплоемкость Са 56%. Если за 1 сек молекула ацетилена испытывает 2 соударений, то число соударений, необходимое для передачи одного колебательного кванта (т. е. для перехода 1 —> О или О —> 1) [c.176]

В случае неупругих столкновений важен вопрос о взаимном превращении поступательной и внутренней энергии. Для того чтобы распределение энергии между поступательными и внутренними степенями свободы молекул можно было описывать с помощью единой температуры, как предполагалось в разд. 3.1, обмен энергией должен происходить достаточно быстро. Для достижения вращательно-поступательного равновесия обычно достаточно нескольких соударений между молекулами, в то время как при колебательной релаксации число соударений лежит в диапазоне 10 —10 [42]. Средняя длина свободного пробега в газе при давлении 1 атм равна приблизительно 10- см, при этом число соударений молекулы при диффузионном перемещении на 10-2 см составляет около 10 . Следовательно, если заметные изменения физических величин в пламенах при атмо- [c.58]

Данные выше понятия строго применимы к одноатом-ному газу, в котором молекулы обладают только тремя поступательными степенями свободы. Для двухатомных и многоатомных газов распределения внутренней энергии по всем степеням свободы не происходит, пока не пройдет время релаксации, которое следует за любым внезапным изменением состояния газа. Внутренняя энергия запасается вначале в поступательных степенях свободы, и только после достаточного числа столкновений она будет запасаться во вращательных и колебательных степенях свободы. Требуемое число столкновений меняется от нескольких в случае воздуха до тысячи или более в случае СО2. Толщины скачка уплотнения, например, почти полностью определяются уравнениями высшего порядка, что представляет чрезвычайные трудности. Несмотря на большие сложности, возникающие при попытках сформулировать задачу скользя-348 [c.348]

Единая температура не суш,ествует также в целом ряде открытых систем, где имеется внешняя неравновесность, создаваемая каким-либо источником тем или иным видом излучения, разрядом и т. п. В этих случаях часто бывает, что в системе в целом температура отсутствует, хотя для той или иной подсистемы максвелл-больцмановское распределение может иметь место. В огромном числе случаев в химических реакциях Гпост Ф кол и т. п. Например, мономолекулярные реакции почти всегда протекают через возбужденные колебательные состояния, причем происходит нарушение равновесного распределения по колебательным степеням свободы, а Ткол т постг где т — время релаксации. [c.51]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология