Релаксация реагирующего газа

Как известно, существует много реакций, для которых детерминистическое описание не адекватно, и для них должны быть применимы стохастические модели. Самым известным примером являются реакции в системах, содержащих малое число реагирующих частиц, как это имеет место в биологических клетках. Укажем также на процессы, в которых активированные молекулы инициируют реакцию лавинного характера. Многие реакции в химии полимеров могут быть также описаны стохастически, в том числе распределение длин цепей, распределение сополимерных композиций, кинетика выделения реагентов из смеси, кинетика полимеризации биологических макромолекул в матрицах, контролируемые диффузией химические реакции, модели стерилизации, денатурация полипептидов или протеинов, хроматография, релаксация неравновесного распределения по колебательным степеням свободы в ударных волнах, теория гомогенной и гетерогенной нуклеации в парах, теория адсорбции газов на твердых поверхностях, деградация линейных цепных молекул, разделение молекулярных соединений с помощью противотока диализа, статистические процессы агрегации и полимеризации, изотопный обмен и т. д. [c.65]

РЕЛАКСАЦИЯ РЕАГИРУЮЩЕГО ГАЗА [c.85]

Рассмотрим задачу релаксации реагирующего газа [162]. Для упрощения последующих вычислений рассмотрим газовый термостат, в котором равномерно распределены молекулы другого газа, которые могут распадаться, если при соударении энергия относительного движения частиц превышает некоторое критическое значение пор- (Величины, относящиеся к термостату, отмечены индексом 1, а те, что характеризуют реагирующий газ, индексом 2.) Газовая смесь из двух компонентов описывается системой уравнений Больцмана [162] [c.85]

Тодес предложил в качестве такого критерия безразмерное отношение величин, характеризующих скорости тепловыделения и охлаждения, определяя первую — временем полного реагирования вещества t-,. = при начальной скорости реакции (начальной температуре и концентрации), а вторую — временем тепловой релаксации (время снижения в е раз разности температур реагирующего газа и стенок) — ге = гш с I [c.13]

Рассмотрим потери удельного импульса, обусловленные неравновесным протеканием химических реакций. При неравновесном течении должна быть исследована зависимость, потерь удельного импульса от различных параметров, наиболее важными из которых являются Рсо,, г, Оок- Действительно, при неравновесном течении реагирующего газа степень отклонения от равновесия увеличивается при уменьшении диаметра критического сечения (уменьшается время пребывания) и давления в камере сгорания (увеличивается время релаксации). Потери удельного импульса, следовательно, увеличиваются при уменьшении (I и Рсо. При увеличении степени расширения е все большая доля химической энергии [c.184]

V.9 Релаксация колебательной энергии в химически реагирующем газе модель модовой кинетики 116 [c.4]

Процесс колебательной релаксации в химически реагирующем газе описывается одной переменной - средней колебательной энергией г в расчете на одну молекулу. В химически реагирующих смесях с участием разных (в том числе - многоатомных) молекул рассматриваются различные типы (моды) i колебаний молекул s. В этих смесях возможно наличие разных колебательных температур 7 , каждая - по /-му [c.116]

Специфической особенностью протекания процесса колебательной релаксации в химически реагирующем газе является такая взаимосвязь колебательной релаксации и химических реакций, когда увеличение колебательной энергии молекул в результате VT-обмена компенсируется ее уменьшением в результате химических реакций квазистационарное состояние газовой среды). Наиболее отчетливо квазистационарное состояние наблюдается при диссоциации двухатомных молекул в отсутствие реакции рекомбинации (на второй из указанных выше стадий), когда ве- [c.120]

Другие примеры решения уравнений колебательной релаксации в химически реагирующем газе указаны в [46,76,79,80]. [c.121]

Рассмотрим ситуацию, когда реагирующие компоненты обладают внутренними степенями свободы. Таким системам в общем случае может быть приписана единая температура. При наличии максвелловского и больцмановского распределений (но без требования равенства температур) система описывается двумя температурами Гп и Гк- Например, при ударной волне в инертном газе с малой примесью двухатомных молекул наблюдается колебательная релаксация молекул примеси к новой температуре. Это объясняется тем, что непосредственно за волной коле- [c.222]

После введения статистических поправок оказалось, что скорости внедрения во вторичные и третичные связи С — Н соответственно на 20 и 50% выше, чем скорость внедрения в первичные связи. Ранее Фрей и Кистяковский [56] исследовали кетен и установили, что при постоянном отношении кетен пропан реакционная способность вторичной связи С — Н по сравнению с первичной составляет 1,7 независимо от общего давления (в диапазоне 90—1560 мм). Однако при добавлении инертных газов селективность возрастала, причем влияние добавляемых газов на повышение селективности уменьшалось в ряду С02>Аг>Не. Хотя результаты опытов с кетеном несколько трудно интерпретировать, так как метилен реагирует как с окисью углерода и кетеном, так и с пропаном, все же весьма вероятно, что при этом имеется некоторый фактор, вызывающий повышение селективности в результате повторных столкновений с молекулами инертного газа. Были рассмотрены две возможности 1) дезактивация с участием метилена и 2) дезактивация богатого энергией продукта реакции. Вторая возможность была исключена па том основании, что в отсутствие инертного газа отношение селективностей не зависело от общего давления, хотя пропан должен был бы сравнительно легко рассеивать избыток колебательной и вращательной энергии продукта. Поэтому было принято, что молекулой, подвергающейся колебательной и вращательной релаксации при столкновении с инертными молекулами, был, по-видимому, метилен. Возможность того, [c.286]

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]

При плазмохимических исследованиях реагирующие газы подаются либо в столб дугового разряда, либо в струю на выходе из плазмотрона, где также наблюдаются значительные концентрации зарял<енных частиц. При пробое в газах вследствие наложения электрического поля вначале наблюдается лавинная ионизация за времена 10- —10 сек, а затем начинают идти процессы колебательной релаксации и установления химического равновесия. Во всех перечисленных выше случаях на процессы установления химического равновесия могут оказывать существенное действие электроны, скорости которых более чем на два по- [c.3]

Реакцин в газах. Поскольку в газах время между последовательными столкновениями молекул (10 с при нормальных условиях) много больше времени стожновения (10 -10 с), влияние среды (окружения) проявляется лишь в соударениях реагирующих молекул с молекулами окружения до или после столкновения реагирующих молекул друг с другом, но не за время одного столкновения. Поэтому элементарный акт р-ции можно рассматривать как результат изолированного парного столкновения. Такие столкновения могут приводить к изменению числа частиц с энергией, превышающей энергию активации р-ции Е, и нарушению максвелл-больцмановского распределения частиц по энергиям их относит, движения и внутр. степеням свободы. В зависимости от соотношения скоростей р-ции и процессов релаксации, восстанавливающих это распределение, различают равновесные и неравновесные Б. р. [c.285]

Под неравновесными химическими реакциями обычно понимают реакции, протекающие в условиях нарушения максвелл-больцма-новского распределения энергии реагирующих молекул по степеням свободы. Тот факт, что химическая реакция, ведущая к временному изменению концентрации исходных веществ, должна приводить к нарушению равновесного распределения, был осознан еще на раннем этапе формулировки основных принципов химической кинетики [1]. Однако вопрос о том, в како11 степени это нарушение может влиять на макроскопические кинетические параметры системы, в которой протекает реакция, долгое время оставался открытым. Общие соображения о том, что неравновесные эффекты (т. е. проявление нарушения равновесного распределения) малы при условии быстрого восстановления больцманов-ского распределения (релаксация) по сравнению со скоростями реакций, нарушающих это распределение, долгое время не могли быть применены к конкретным системам, поскольку информация относите.льно макроскопических констант скоростей реакций и релаксации оставалась крайне ограниченной. Правда, на основании этих соображений можно было сделать вывод, что для реакций в конденсированных фазах неравновесные эффекты должны проявляться значительно реже, чем для реакций в газах. [c.51]

Неравновесные реакции, протекающие при условии, что макроскопическая скорость реакции меньше (но ненамного) макроскопической скорости релаксации. При этих условиях равновесное распределение по энергиям нарушается не только вблизи энергетического порога, но и на нижних колебательных уровнях молекул. Если среди релаксационных процессов есть такой, который обеспечивает быстрый обмен энергией между низшими состояниями реагирующих молекул, то распределение по этим состояниям может быть охарактеризовано псевдобольцмановским распределением, характеризуемым эффективной температурой эфф- Эта температура не совпадает с поступательной температурой газа, а находится из некоторых уравнений, содержащих концентрации молекул и учитывающих охлаждение молекул при протекании эндотермической реакции. Решение этой системы связанных уравнений описывает одновременно релаксацию и реакцию на макроскопическом уровне [10]. Это приближение оказывается достаточным в том случае, если совокупность микроскопических констант скоростей реакций может быть сведена в макроскопическую константу, зависящую только от двух параметров Т и Гэфф. Примером подобных процессов может служить реакция [c.58]

В главе II рассматриваются вопросы кинетики диссоциции двухатомных молекул в среде молекулярного газа. Характерная особенность кинетики диссоциации в молекулярных средах обусловлена процессами обмена колебательными квантами между реагирующими молекулами и частицами среды. В начале главы приведены данные о константах скорости обмена колебательными квантами, вычислена функция распределения колебательной энергии для квазистационарной стадии диссоциации и сформулировано выражение константы скорости диссоциации, зависящей от температур колебаний и поступательно-вращательного движения. Далее рассмотрена взаимосвязь процессов колебательной релаксации и диссоциации, проявляющаяся в сильных ударных волнах и при поглощении двухатомным газом ИК-излучения лазера. [c.4]

Возьмем при комнатной температуре абсолютно пустой сосуд объемом V = 22,4 л и быстро введем в центральную часть его по чпаянным в сосуд трубкам две струи газов, имеющих ту же комнатную температуру одна подаст 3 атомов А. а другая столько же атомов В, так что общее количество частиц будет (Ь 1023. В первый момент после введения газов они еще не успели как следует перемешаться, равномерно распространиться по всему объему сосуда и породить равновесную концентрацию молекул АВ, но по прошествии некоторого периода релаксации газ сам собой в результате конвекции, теплового движения и взаимных столкновений молекул приобретает равномерную плотность по всему сосуду, идеально перемешивается и реагирует до надлежащего предела одним словом, в газе устанавливается наиболее вероятное при даяных условиях равцовесное состояние. [c.242]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология