Передача энергии при соударении частиц

Электронное возбуждение полимерной сетки может быть вызвано электромагнитным излучением (свет, ультрафиолетовое излучение, -излучение) или облучением частицами. Для передачи энергии соударения частиц или кванта излучения электрону необходимо, чтобы энергия оказалась достаточной для перехода последнего в возбужденное состояние н чтобы существовал механизм взаимодействия. При облучении светом в видимой части спектра фотон, скажем, длиной волны 330 нм обладает достаточной энергией для разрыва С—С-связи.. Однако фотон не будет поглощаться алканами, и в них нет электронных состояний с такой же или меньшей энергией возбуждения. Для эффективного разрыва связей фотон должен поглощаться и взаимодействовать с электроном связи. Подобное взаимодействие происходит либо непосредственно, либо косвенно с помощью механизмов переноса энергии путем диффузии экситона, одноступенчатой передачи или поглощения флюоресцентного света, испускаемого той же самой или другой (примесной) молекулой [11]. Природа и последовательность этих важных процессов, которые определяют фотохимическую стабильность (или нестабильность) полимеров, не будут здесь подробно рассматриваться. Интересно, однако, определить уровни энергии, на которых начинается возбуждение электронов или ионизация молекул, и изменения энергии связи, вызванные в свою очередь возбуждением или ионизацией. [c.109]

Оценка возможных видов ионизации и деионизации в разрядном промежутке приводит к выводу, что в теплоизолированной дуге в основном происходят термическая ионизация за счет высокой температуры среды н ионизация соударением за счет передачи энергии нейтральным или возбужденным атомам ускоренными в области катодного падения электронами. Деионизация столба происходит за счет рекомбинации заряженных частиц и в меньшей мере за счет диффузии их за пределы столба. Долю ионного тока в рассматриваемом типе дуги можно оценить величиной до 20% электронного тока. Материала для составления баланса элементарных частиц в столбе пока еще мало, однако очевидно, что в установившемся режиме факторы, способствующие ионизации, находятся в динамическом равновесии с факторами, определяющими деионизацию, а плазма дуги квазинейтральна. [c.123]

Способность активированных частиц к передаче энергии соударением используется в явлении фото- [c.46]

Использование высоких температур приводит к тому, что атомы претерпевают возбуждение, так как другие частицы, обладающие высокой кинетической энергией, при столкновении передают им энергию, т. е. кинетическая энергия одних частиц переходит во внутреннюю энергию других. Схематично данный процесс изображают следующим образом A+M- A -t-M, где А — атом какого-либо вещества, А — атом в возбужденном состоянии, М — любая частица, обладающая запасом кинетической энергии.. Такое соударение называется ударами I рода. Если, в своЮ очередь, возбужденный атом А передает при очередном соударении свою энергию другому атому, например С, и возбудит его,, т. е. А + С->А + С. то такие соударения, когда происходит обмен внутренней энергией, называются ударами II рода. Процесс передачи энергии атомом А атому С может рассматриваться как процесс дезактивации атома А. [c.34]

Полагают, что стадия (I) передачи энергии при соударении намного быстрее, чем превращение активированной частицы А в В ( I). [c.341]

Установлено, что при соударениях в режиме свободного удара, процесс передачи энергии удара кристаллической решетке осуществляется путем возбуждения механически индуцированных колебаний, вероятность возбуждения которых увеличивается с ростом скорости соударений. Делокализация атомных движений, приводящих к образованию дефектов в кристаллической решетке, происходит в результате внезапного изменения скоростей всех атомов в момент удара при достижении летящей частицей [c.38]

Рис. Б-3. Векторная схема передачи кинетической энергии при соударении частиц А и В

Эволюция теории мономолекулярных реакций отразила прогресс представлений о механизмах передачи энергии при соударениях молекул, о роли (T-V)-, (V-T)- и (К—F)-ne-реходов, значимости колебательной составляющей энергии частиц для химического превращения и многое другое. [c.116]

Источником активации в химической реакции являются процессы с участием двух частиц молекулярные столкновения при термических превращениях, поглощение кванта энергии в фотохимических реакциях, передача энергии молекуле вещества при корпускулярном столкновении частиц. Поэтому в реальных условиях мономолекулярные реакции всегда включают бимолекулярные стадии обмена энергией, и энергию молекула А может накопить путем соударений как за счет соударения с другой молекулой А, так и за счет соударения с молекулой постороннего вещества, не участвующего в химической реакции. Процесс активации (дезактивации) молекулы реагента, претерпевающего мономолекулярный распад, можно записать в виде [c.345]

Следовательно, для протекания химического взаимодействия молекулы реагирующих веществ должны переходить из неактивного состояния в состояние с повышенной энергией. Активизация молекул осуществляется путем передачи энергии молекуле при соударении с другой молекулой, при взаимодействии с фотонами, электронами, ионами и другими частицами. [c.119]

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]

Наиболее выгодными для передачи энергии являются соударения, при которых поступательное движение частицы происходит под прямым углом к оси вращения молекулы. Чем ближе угол к прямому, тем большая доля энергии будет передаваться при соударениях. [c.58]

Дезактивация электронно-возбужденных молекул. Во многих случаях при облучении ионизирующей радиацией образуются частицы в электронно-возбужденных состояниях. Поэтому рассеяние поглощенной энергии излучения в большой мере связано с передачей при соударениях энергии электронного возбуждения. [c.64]

В ряде случаев, хотя доля энергии излучения, поглощаемая непосредственно реагирующими веществами, при разбавлении благородными газами уменьшается, выход реакции на пару ионов уменьшается мало или совсем не уменьшается. Это значит, что энергия излучения, поглощенная благородным газом, очень эффективно передается реагирующим молекулам при соударении. Механизм передачи энергии от атомов благородного газа может быть связан либо с переносом заряда, либо с передачей энергии возбуждения. Очевидно, что роль того или иного механизма зависит от свойств молекул и характера радиационно-химической реакции. Существенное значение имеют соотношение между потенциалами ионизации соударяющихся частиц, а также другие величины, определяющие эффективность процессов перезарядки и передачи энергии возбуждения. [c.153]

Различают два способа переноса энергии молекулярный и конвективный. При молекулярном способе передача энергии осуществляется в результате соударений частиц путем молекулярной теплопроводности. По второму механизму энергия переносится элементами движущейся жидкости. Скорость конвективного переноса энергии определяется свойствами среды и гидродинамического режима работы технологического аппарата. Из энергетического баланса для элементарного объема жидкости йУ = (1х йу йг можно получить уравнение переноса энергии в движущейся среде [c.84]

Совершенно иная картина наблюдается при реакции в растворе. Свободный пробег молекул в жидкости очень мал. Продвигаясь навстречу друг другу, реагенты претерпевают такое число соударений с молекулами среды, что у частицы вероятность пронести издалека энергию, превышающую среднюю, к моменту реакции ничтожно мала. Лефлер и Грюнвальд [18] обобщили имеющиеся в литературе данные о передаче энергии с колебательных на поступательные степени свободы. Оказывается, что для достаточно сложных молекул (например, бутана) нужно всего [c.178]

Электроны, образующиеся во всех электрических разрядах при ионизации части атомов и молекул газа, в основном и обеспечивают передачу энергии от электрического поля тяжелым частицам газа. Этот процесс передачи энергии осуществляется благодаря столкновениям между электронами и молекулами газа. Энергия поступательного движения молекул увеличивается при упругих соударениях электронов с молекулами, а неупругие соударения приводят к возбуждению молекул, диссоциации или ионизации их. Во всех случаях число столкновений в единицу времени в единице объема газа растет прямо пропорционально увеличению давления газа и концентрации электронов. [c.11]

ДВИЖЕНИЕ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ В ГАЗЕ Передача энергии при соударении частиц [c.5]

Расширим представления о передаче энергии при соударениях путем введения понятий соударений I и II рода. Передача энергии, рассматривавшаяся нами ранее, а именно превращение кинетической энергии одной из соударяющихся частиц в потенциальную энергию (энергию возбуждения или ионизации) характерна для так называемых соударений I рода. Значительную роль в электрических газовых разрядах играют также соударения (удары) II рода, когда именно потенциальная энергия одной из соударяющихся частиц передается другой частице в какой-либо форме. Можно представить себе несколько случаев подобного рода передач, например [c.14]

При наличии неупругих процессов картина еще более усложняется. По мере увеличения кванта энергии, передаваемого при неупругом соударении, все более и более затрудняется обмен энергией между поступательными и внутренними степенями свободы частиц. Так, например, равновесие между поступательными и вращательными степенями свободы большинства молекул устанавливается за несколько соударений, хотя для водорода нужны уже сотни соударений. Время обмена энергией между поступательными и колебательными степенями свободы значительно превышает время передачи энергии на вращательные степени свободы и сильно изменяется при изменении температуры. [c.57]

Рекомбинация при тройных соударениях. Рекомбинация при тройных соударениях, происходящая с передачей избыточной внутренней энергии третьей частице, наиболее существенна в слабо ионизованных плотных плазмах. Коэффициенты рекомбинации при тройных соударениях были рассчитаны по уравнению Фоккера — Планка в среде нейтральных атомов в работах [188—189], а затем в работе [190], где в отличие от предыдущего расчета были получены результаты, удовлетворительно согласующиеся с классической теорией Томсона. Расчеты [191] для атомарных ионов Сз и Аг, выполненные в предположении, что рекомбинация лимитируется стадией дезактивации связанного электрона, удовлетворительно согласуются с экспериментом. Рекомбинация при тройных соударениях в среде полярных и дипольных молекул с учетом возбуждения вращательных уровней рассчитана в работах [192, 193]. [c.70]

Модель гантели является простейшей из целого класса моделей, основанных на представлении о соударении жестких шаров и использующих в качестве обобш,ения жесткие остовы различной формы, при соприкосновении которых (удар) возможна передача энергии от одной частицы к другой. Таким путем были сформулированы моде.ли сфероцилинд-ров (молекула моделируется двумя полусферами, соединенными цилиндром), нагруженных сфер (молекула моделируется сферой, центр тяжести которой пе совпадает с геометрическим центром тяжести) и шероховатых сфер (сферы, поверхности которых в момент удара не проскальзывают) (см. [334, 16]). Решение задачи об обмене энергией для всех этих моде- [c.160]

Описанным методом была исследована передача энергии молекулами J2, S2 [1318J, [1315, 1320], Se2, Тб2 [1083] при столкновениях с молекулами различных посторонних газов, однако передача вращательной энергии была изучена только в случае J2 [625, 1320]. Было установлено, что, в согласии с теорией, нри каждом столкновении может передаваться значительное число вращательных квантов (всегда четное, так как в случае молекулы J2, состоящей из одинаковых атомов, четные и нечетные вращательные уровни принадлежат к различным классам симметрии и переходы между ними поэтому запрещены как при поглощении и испускании света,, так и при столкновениях). Из качественной оценки величины эффекта следует, что в(фоятность превращения вращательной энергии в поступательную (и обратно) велика (эффективное сечение порядка газокинетического). Вследствие малой величины вращательных квантов возбужденной молекулы иода (0,165 / тл ) этот результат представляется вполне естественным, так как в этом случае квантованность вращательной энергии должна играть сравнительно малую роль. Было также показано, что вероятность передачи вращательной энергии при столкновении возбужденных молекул J2 с молекулами N2 больше, чем при столкновении с молекулами Н2 или атомами Не. Допуская в этом случае возможность механической трактовки процесса неупругого соударения, для объяснения этого результата можно воспользоваться вытекающими из теории удара упругих шаров представлениями, согласно которым вероятность превращения энергии поступательного движения во вращательную, как и вращательной в поступательную, тем больше, чем меньше разнятся массы сталкивающихся частиц. [c.306]

Энергия электронов, как правило, больше средней энергии тяжелых частиц. Это объясняется тем, что при упругих столкновениях с тяжелыми частицами (атом, ион) электроны могут передать им вследствие различия масс соударяюшихся частиц только очень незначительную часть своей энергии. Передача значительной энергии возможна лишь при неупругих столкновениях, но доля их среди обшего числа соударений очень мала. [c.21]

При изнашивании наклонной струей соотношение скольжения и удара частиц изменяется с изменением угла атаки. При а -= О, т.е, при скольжении абразивных частиц по поверхности, передачи энергии не происходит. В действительности вследствие неровностей поверхности и непрямолинейноста движения частиц, вызванного их соударением, фактический угол атаки всегда больше О и чистого скольжения не наблюдается. [c.46]

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 уже отмечали (см. стр. 40) качественное и принципиально важное различие понятий тепла и работы. Там же говорилось о несущественной для решения термодинамических задач механической классификации форм передачи энергии. Здесь отметим лишь, что в тяге трение может служить причиной передачи энергии частично в форме тепла. В случае удара макрофизи-ческих тел аналогичную роль играет несовершенная упругость тел. Передача энергии при Хаотическом соударении молекул, конечно, целиком попадает под понятие тепла. Под конвекцией, в широком смысле этого слова, подразумевают перенос веществом любого вида энергии. Если конвекция каких-либо видов энергии (но только не внутренней энергии) производится перемещением тел, достаточно крупных, чтобы имелась возможность регулировать их движение, то этот процесс попадает под понятие работы. Например, перемещение наэлектризованного тела из одной системы наэлектризованных тел в другую, аналогичное перемещение намагниченного тела и т. д. Но если конвекция при отсутствии внешних сил протекает стихийно, как, например, в случае диффузии заряженных или намагниченных коллоидных частиц, то это есть перенос тепла. Внутренняя энергия тела является единственным видом энергии, имеющим статистическую основу, поэтому конвекция внутренней энергии всегда должна рассматриваться как перенос тепла. Радиоволны представляют собой пример передачи энергии в форме работы, производимой отправительной станцией и направленной на возбуждение электрических токов в антенне приемной станции. Кванты света представляют собой пример передачи энергии в форме тепла. [c.52]

В воздухе на долю б-лучей приходится около 1/3 полной ионизации. Передача энергии от тяжелой частицы б-элек-трону определяется простыми законами соударения. Максимальная энергия б-электронов (с некоторым упрощением) равна [c.170]

Пусть имеется некоторое количество способных люминесцировать молекул. Две молекулы этого вещества можно рассматривать (правда, такое сравнение является весьма грубым) как два резонатора, настроенных на одну частоту, т. е. между такими молекулами может установиться индуктивная резонансная связь. Если расстояние между молекулами значительно больше линейных размеров молекул, то, по всей вероятности, передача энергии между такими частицами не может происходить иначе, как путем индуктивной передачи энергии от одного резонатора к другому без их взаимного соприкосновения. Подтверждением того, что соударения между молекулами отсутствуют, может служить факт концентрационного тушения уранил-иона в сахарном леденце при концентрациях больших, чем 10" г-мол1л. Вполне очевидно, что в данном случае не может быть речи о непосредственных соударениях. [c.30]

В основе второго вида тушения лежит резонансное индуктивное взаимодействие молекул, при котором передача энергии от возбужденной частицы к молекуле тушителя может происходить без соударения — на расстоянии довольно значительном (порядка 3—5 ммк), но много меньшем длины волны света. Резонансное тушение зависит главным образом от степени взаимного перекрывания спектра флуоресценции данного раствора со спектром поглощения тушителя и проявляется при концентрации этого последнего порядка 10 —10 моль1л [7, 14]. [c.47]

Рассмотрим процесс возбуждения частиц газа до состояния а с энергией возбуждения электронами, обладающими энергией (точнее от до I,-Ь. Вероятность такого возбуждения обозначим через ( 1). После неупругого столкновения первого рода энергия электрона будет = Процессом, обратным рассматриваемому, будет неупругое соударение второго рода электрона, обладающего энергией о (точнее от до с возбуждённой частицей газа в состоянии а. Передача энергии возбуждения электрону приведёт к тому, что после соударения его кинетическая энергия будет 1 = Вероятность такого соударения обозначим через га ( 2) и концентрации электронов с кинетической энергией и обозначим через йщ и йп.2. Число актов возбуждения, имеющих место в единице объёма газа в единицу времени, равно числу столкновений электронов с энергией с невозбуждёнными частицами газа К, умноженному на вероятность Точно так же число неупругих соударений второго рода в том же объёме и за то же время равно числу соответствующих столкновений N2, умноженному на. Если мы допустим, что числа столкновений Л 1 и N2 пропорциональны соответственно (при факторе пропорциональности к) йщ-п и йп2-п , где п — концентрация невозбуждённых, п —концентрация возбуждённых частиц газа, то мы непосредственно придём к установленному Клейном и Росселандом [694, 675] в 1921 году соотношению [c.213]

Прямое возбуждслие колебаний молекул электронным ударом малоэффективно, как неэффективна и передача энергии при упругих соударениях частиц с сильно различающимися массами. Однако эффективный механизм возбуждения колебаний молекул электронным ударом все же имеется. Он заключается в прилипании электрона к молекуле с образованием неустойчивого отрицательного иона. Ион распадается с отрывом электрона и образованием молекулы в колебательно-возбужденном состоянии. Такой процесс эффективен в узком диапазоне энергий электронов (1— [c.359]

Условия квантования энергии колебаний атомов, а также особенности взаимодействия сблнжаюш ихся частиц накладывают с -щественные ограничения на процессы передачи энергии при соударениях и сильно ограничивают возмолсность применения рассмотренных выше простых механических представлений. Для возбуждения колебательных уровней при соударении передача энергии должна осуществляться количествами, равными пк (где п — колебательное квантовое число, к — постоянная Планка, V — частота колебания). [c.60]

По-видимому, для передачи энергии существенное значение имеют заряды соударяющихся частиц, возникающих при действии излучений. Электростатическое поле ионов должно влиять на процесс передачи колебательной энергии, так как оно облегчает взаимодействие между частицами. У электронно-возбужденных молекул процессы обмена колебательной энергией происходят также со значительно больщей эффективностью. Во многих случаях вероятность передач колебательного кванта возбужденными молекулами близка к единице, и эффективное сечение для таких соударений иногда даже превышает газокинетическое сечение. Это, например, наблюдалось при передаче колебательных квантов от электронно-возбуж-дениых молекул N0 некоторым молекулам [12]. [c.64]

При радиолизе углеводородов играют значительную роль процессы передачи энергии и заряда при соударениях. Роль таких соударений отчетливо проявляется при облучении смесей углеводородов с благородными газами. Увеличение конверсии в присутствии благородных газов было обнаружено Линдом и Бардвеллом [73] при облучении а-частицами ацетилена. Увеличение скорости полимеризации ацетилена было объяснено процессом перезарядки образующихся ионов благородных газов на молекуле ацетилена [c.222]

При соударении частицы теряют энергию, пропорциональную полной энергии, которой они обладали к моменту соударения. При упругом столкновении тяжелые частицы (ионы) передают практически всю энергию, приобретенную от поля. Что касается электронного газа, то отдаваемая им энергия, как известно, будет Дес = б8е, где 6 = 2п1е/Мт, т. е. при огромной разнице масс передача энергии электронным газом очень мала. Это приводит к тому, что энергия электронов сильно возрастает. При неупругом соударении сброс энергии происходит почти полностью, но доля неупругих соударений мала по сравнению с числом упругих, поэтому всегда 6<с1 и неупругими соударениями при давлениях выше 1 мм рт. ст. можно пренебречь [9]. [c.12]

Возбуждение колебаний молекул. Прямое возбуждение колебаний молекул электронными ударами незначительно, как и передача энергии при упругих соударениях частиц с сильно различаюш имися массами. Эффективный механизм возбуждения заключается в прилипании электрона к молекуле с образованием неустойчивого отрицательного иона. Ион далее распадается с отрывом электрона, на молекула при этом оказывается в колебательно-возбужденном состоянии. Такой процесс протекает в узком диапазоне энергий элек тронов (1—2 эВ), его максимальное сечение см . [c.80]