Энергии перенос механизмы

Поток тепловой энергии может проникать внутрь выделенного слоя и, наоборот, покидать его посредством молекулярного механизма, описываемого законом теплопроводности Фурье. Перенос тепловой энергии через слой может осуществляться также и вследствие движения сплошной среды жидкости или газа как целого. В последнем случае принято говорить, что тепловая энергия переносится посредством конвекции. Поступление энергии в выделенный объем движущейся среды и отвод из него энергии в результате конвективного переноса называют соответственно увеличением и уменьшением энтальпии в рассматриваемом объеме. Наконец, тепловая энергия может генерироваться внутри слоя при протекании различных необратимых диссипативных процессов например, за счет выделения джоулева тепла в проводниках электрического тока, при замедлении нейтронов и осколков ядер, освобождаемых в процессе деления ядерного горючего, за счет диссипации механической энергии (вязкая диссипация), а также при превращении химической энергии в тепловую. [c.243]

Среди множества гипотез о механизме сопряжения фосфорилирования АДФ и дыхания заслуживает внимания хемиосмотическая теория, разработанная английским биохимиком П. Митчеллом (1961 г.). По мнению П. Митчелла, энергия переноса электронов и протонов через дыхательную цепь первоначально сосредотачивается в виде протонного потен циала, или электрохимического градиента концентраций ионов Н , возникающего при их переносе через клеточную мембрану компонентами дыхательной цепи. Протонный потенциал А Ян+ создается двумя компонентами осмотическим, возникающим вследствие разности концентраций протонов (АрН) по сторонам мембраны, и электрическим, обусловленным разностью электрических потенциалов (Аф) на поверхностях внутренней мембраны митохондрий [c.325]

Как видно, свободная энергия переноса молекулы реагента из воды в мицеллярную фазу может практически полностью компенсировать предполагаемую потерю энтропии при включении молекулы общеосновного или общекислотного катализатора в переходное состояние реакции. Эта компенсация и обусловливает некоторое подобие механизмов ферментативного и мицеллярного катализа. В отличие от реакций высокого кинетического порядка, протекающих в результате взаимодействия низкомолекулярных реагентов непосредственно в растворе, в том и другом случае катализа почти отсутствует неблагоприятный инкремент свободной энергии активации, связанный с потерей поступательного и вращательного движений при включении в переходное состояние реакции дополнительной частицы. Разумеется, конкретный механизм этого явления в каждом из видов катализа несколько иной. В мицеллярном катализе имеет место рассмотренная выше компенсация энтропийных потерь за счет свободной энергии термодинамически выгодных ионных и гидрофобных взаимодействий реагента с мицеллой. В ферментативном катализе компоненты активного центра (злектрофильные и нуклеофильные группы) заранее связаны с белковой глобулой (как правило, химически) и обладают до- [c.122]

Перенос энергии по механизму обменного взаимодействия эффективен в случае адиабатического процесса, в то же время наличие разрешенных оптическими правилами отбора излучательных переходов в донорных и акцепторных молекулах никак не влияет на эффективность переноса по этому признаку можно различать обменное и дальнодействующее кулоновское взаимодействия. Например, при возбуждении триплетных состояний в результате обменного взаимодействия с триплетом бензофенона эффективность переноса энергии примерно одинакова для нафталина и 1-иоднафталина, В предыдущей главе (с. 107) было показано, что излучательный переход 7"i- 5o по крайней мере в 1000 раз более вероятен в замещенной молекуле, так [c.124]

Возможен также перенос заряда ионизированной молекулой к другой молекуле с более низким потенциалом-ионизации. Таким образом, для смесей может быть характерна определенная избира-. тельность реакций. Кроме многих предложенных механизмов реакции, есть процессы, при которых возбужденные молекулы беч распада теряют свою избыточную энергию. Хорошо известна флуоресценция — превращение молекулярной энергии в видимое излучение Известен также процесс гашения — постепенное рассеивание энергии путем ее передачи ближайшим молекулам при столкновениях, происходящих в результате теплового движения или каким-либо другим путем. На этих процессах переноса энергии основан механизм защиты от излучения, благодаря которой влияние излучения на чувствительные материалы может быть уменьшено. Другой метод, усиливающий такую защиту, основан на изучении реакций радикалов, часть которых может проходить через многие стадии цепного механизма, например, реакции (2) и (4), Если имеются компоненты, склонные вступать в реакцию со свободными радикалами, то интенсивность излучения может быть уменьшена. К таким акцепторам радикалов относятся иод, ненасыщенные соединения, окиси азота, амины и кислород. [c.159]

Коэффициент пропорциональности X, будучи определен как коэффициент теплопроводности, характеризует транспортные свойства материала. В диэлектрических материалах (т. е. в материалах, не проводящих электричество) тепловая энергия передается колебаниями кристаллической решетки, в то время как в хорошо электропроводящих материалах, таких, как металлы, вклад от механизма колебаний решетки относительно небольшой. В металлах тепловая энергия переносится главным образом за счет движения свободных электронов в решетке. Знание механизма этого переноса полезно при изучении характеристик проводимости определенного класса материалов и несу- [c.11]

Изучение межмолекулярного переноса энергии. Перенос энергии — это безызлучательный, происходящий в один акт перенос энергии электронного возбуждения от молекулы донора D к молекуле акцептора А. Перенос энергии достаточно эффективен, если энергия возбужденного состояния А меньше энергии D. Предполагается, что перенос энергии может происходить по двум различным механизмам. [c.86]

Различают два механизма переноса энергии 1) молекулярный и 2) конвективный. По первому механизму передача энергии осуществляется в результате соударений микрочастиц (электронов, ионов, молекул и т. д.), т. е. путем молекулярной теплопроводности. При этом изменяется кинетическая энергия микрочастиц. Скорость молекулярного переноса зависит от физических свойств среды. По второму механизму энергия переносится макроскопическими количествами движущейся жидкости. Скорость конвективного переноса энергии тоже является функцией свойств среды, но основную роль при этом играют условия движения. Вывод уравнения, описывающего перенос энергии в движущейся среде, аналогичен выводу уравнений движения, и сводится к составлению энергетического баланса для элементарного объема жидкости [c.60]

Современные представления о проблеме транспорта веществ через мембраны (включая мембраны эпителиальных клеток кишечника) не позволяют точно охарактеризовать молекулярный механизм транспорта аминокислот. Существует два представления, по-видимому, дополняющих друг друга о том, что требуемая для активного транспорта энергия образуется за счет биохимических реакций (это так называемый направляемый метаболизмом транспорт) или за счет энергии переноса другого транспортируемого вещества, в частности энергии движения ионов Na (или других ионов) в клетку. [c.426]

Молекулярный перенос массы и энергии происходит вследствие беспорядочного теплового движения микрочастиц. Перенос массы по такому механизму называется диффузией, а энергии — теплопроводностью. Макроскопические количества массы и энергии переносятся лишь при наличии движущей силы, т. е. при отклонении системы от состояния равновесия. Как было показано выше, условием материального равновесия фазы является постоянство состава, а условием теплового равновесия — постоянство температуры во всем объеме фазы. [c.50]

Построенные из экспериментальных данных профили потенциальной энергии переноса протона хорошо согласуются с экспериментом. Найдено, что на поверхности оксидных катализаторов в отсутствие полярных молекул растворителей перенос протона затруднен. Поэтому реально протонированные состояния образуются только в тех случаях, когда реакции переноса протона слабо эндотермичны или экзотермичны. На основании полученных результатов сделан вывод о более широкой, чем это принято думать, распространенности в кислотных гетерогенно-каталитических реакциях синхронных механизмов, в которых происходит одновременный перенос двух протонов одного из поверхности твердого тела к адсорбированной молекуле и другого в противоположном направлении. [c.9]

Б. Резонансный перенос энергии по механизму дальнодействия [c.107]

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]

Как уже подчеркивалось, процесс горения полимеров протекает в диффузионном режиме, поэтому движущей его силой являются процессы тепло- и массопереноса. Перенос теплоты осуществляется от пламени к еще неповрежденным участкам полимера по различным элементарным механизмам конвекции и теплопроводности (теплоотдачи), излучения, механического движения расплава полимера в виде слоев, капель, брызг. При теплоотдаче тепловая энергия переносится за счет движения частиц вещества и разности плотностей слоев среды при различных температурах. Часто заметную роль играет теплопередача излучением. При превышении определенных размеров очага горения конвективная передача теплоты от пламени к полимеру может заменяться теплопередачей излучением [8, с. 45]. Что касается механического переноса теплоты за счет движения горячего расплава полимера, то теоретически этот процесс недостаточно проанализирован, хотя такие попытки и предпринимались [9]. [c.11]

Можно представить себе четыре типа механизма переноса энергии а) радиационный перенос энергии б) резонансный перенос энергии по механизму дальнодействия в) миграция экситонов г) бимолекулярные процессы. В твердых средах последний механизм не играет или почти не играет никакой роли. Мы включили его в рассмотрение, поскольку не всегда можно исключить возможность образования комплекса между донором и акцептором в случае переноса энергии между молекулами. Например, не исключено, что при сенсибилизированной флуоресценции твердых стекол в процессе охлаждения может образовываться слабый комплекс, в то время как среда оставалась еще жидкой. [c.106]

ИЛИ (1.2 ) записано для подсистемы, энергия которой изменяется в результате того, что эта подсистема обменивается энергией с другими частями системы (окружающей средой) с помощью различных механизмов взаимодействия. Работа А, теплота Q и энергия переноса массы Z представляют собой количества энергии, получаемой через соответствующие контакты. [c.17]

Таким образом, перенос осуществляется за время большее, чем тепловая релаксация избыточной колебательной энергии. Такой механизм переноса энергии называется индуктивно-резонансным. Классический его аналог — модель двух механически связанных маятников, в которой возбуждение одного передается другому. В данном случае осуществляется связь двух осцилляторов через электромагнитное поле, генерируемое возбужденной молекулой донора. Впервые количественно этот механизм был исследован Т. Ферстером в 1948 г. В модели Ферстера широкие сплошные спектры рассматриваются как непрерывные, а для скорости переноса энергии используется известное выражение теории возмущений для вероятности перехода в непрерывном спектре (см. (ХП1.4.1)) [c.400]

Рассматривая более короткие временные масштабы, следует выделить периоды спокойной, солнечной погоды, когда устойчивость озера увеличивается в результате прямого поглощения коротковолновой радиации, а также периоды ветрового перемешивания, когда полученная энергия переносится на глубину. Периодическое перемешивание во время весеннего прогревания воды [65] является важным механизмом, увеличивающим температуру хорошо перемешанного зимой гиполимниона (в пределах 277— 180 К в озерах северных умеренных широт, т. е. в диапазоне,, близком к температуре максимальной плотности). Появление сезонного термоклина происходит в действительности за несколько недель и состоит из множества более коротких периодов (часы или сутки) нагревания и перемешивания вод. В жаркие дни наблюдается образование поверхностного транзитного термоклина, который существует до начала ветрового перемешивания оно перераспределяет тепло в нижние слои и формирует сезонный термоклин. [c.50]

Обычно в каждом единичном процессе приходится иметь дело с явлениями, проходящими по разному механизму. Перенос массы может осуществляться диффузией и конвекцией, теплообмен — теплопроводностью, конвекцией и излучением химическое превращение проходит обычно через промежуточные стадии, нередко также с различными механизмами, а стехиометрическое уравнение представляет собой баланс многих частных реакций и выражает суммарно конечный результат Того, что происходит в системе. В гетерогенных системах реакция осуществляется на границе раздела фаз, ей сопутствует перенос исходных веществ из реагирующих систем в зону реакции и продуктов с поверхности контакта в глубь фаз (диффузия и конвекция). Одновременно происходит теплообмен, при котором тепловая энергия подводится в систему или отводится от нее. Все эти явления могут быть последовательными и параллельными. [c.348]

Фёрстер получил уравнение для константы скорости переноса энергии по механизму днполь-дипольного индуктивного резонанса, или кулоновского взаимодействия. Это уравнение для простоты можно записать в приближенной форме [c.130]

X. С. Багдасарьян. Я хочу рассмотреть случай передачи энергии по механизму 1/г . Имеется много механизмов переноса энергии, но этот механизм наиболее полно разработан теоретически, поэтому в первую очередь желательно выяснить границы его применимости. Для сравнения опытных данных с теорией необходимо определить концентрационную зависимость какого-либо эффекта, связанного с переносом знерпни. Простейший. случай диффузией частиц можно пренебречь, например, когда процесс переноса энергии идет в достаточно вязкой среде. Рассмотрим стационарный процесс, т. е. непрерывное возбуждение, и дезактивацию, как спонтанную, так и под действием акцептора энергии (тушителя). В этом случае можно говорить о некоторой определенной вероятности обнаружения на некотором определенном расстоянии г от молекулы тушителя некоторой возбужденной частицы. Можно говорить, что имеется некоторая определенная функция распределения возбужденных частиц вокруг молекулы тушителя. Функция распределения получается из уравнения, которое рассмат- [c.138]

Механизм химической реакции, при которой остается сохраненной энергия переноса электронов и затем вместе с неорганическим фосфатом переносится на АДФ, остается пока нёвыявленным. Можно предполагать, что эта реакция катализируется растворимым белком, возможно, специальным ферментом, и нуждается в ионах магния в качестве кофермента. Одна из возможных схем изображена, по Ленингеру, ка рис. 73. По этой схеме участвуют промежуточные переносчики X, у, 2, которые могут образовывать фосфорилированные производные и переносить фосфат на АТФ. [c.272]

Кроме того, теплопроводность смеси С2Н2 — воздух при температурах 293,2 и 338,2 °К проявляет положительное отклонение от линейного закона 1[168]. Такое поведение теплопроводности ряда смесей можно объяснить следующим образом. Если более тяжелые молекулы переносят часть своей энергии с помощью механизма диффузии, то скорость взаимной диффузии молекул возрастает по сравнению со скоростью самодиффузии молекул более тяжелой компоненты. Этот диффузионный вклад в теплопроводность смеси компенсирует отрицательное отклонение теплопроводности смеси от линейного закона, обусловленное переносом энергии соударениями молекул, при условии, что более легкие молекулы обладают малой энергией, переносимой механизмом диффузии, или вооб- [c.295]

Подбор электрических проводимостей между узлами К-сет-ки для получения в них потенциалов, соответствующих полученному на первом этапе температурному полю Т], в зачитель-ной мере затруднен отсутствием удовлетворительных сведений о коэффициенте теплопроводности стекломассы. Данные обследования действующих печей показывают, что на основании молекулярной теплопроводности нельзя объяснить высокую температуру, которая наблюдается у дна ванных печей. В настоящее время достаточно хорошо установлено, что, помимо молекулярной теплопроводности, большую роль в передаче тепла через стекломассу играет лучистый перенос. Механизм передачи тепла этим способом представляет собой перенос лучистой энергии, связанной не с излучением, проходящим через стекломассу, а с лучистым теплообменом между близлежащими слоями стекломассы. Многие авторы решили поэтому выражать влияние понятием, эквивалентным теплопроводности, назвав его лучистой проводимостью (Хлуч ). м. Черни и Л. Гендель [1] Келлет [2] получили следующее выражение для Хлуч [c.140]

В случае разбавленных систем особая сверхчистота не является столь критичным фактором, так как если уровни энергии среды (разбавителя) не перекрываются с уровнями энергии растворенного вещества, то экситонный перенос энергии по механизму близкодействия не происходит. Однако диполь-дипольный перенос по механизму дальнодействия может проявляться, если имеется примесь — акцептор, полосы поглощения которого перекрываются со спектром флуоресценции основного вещества. [c.84]

Возмущение, которое приводит при обычных расстояниях между молекулами к переносу энергии по механизму дальнодействия, недостаточно велико, чтобы привести к какому-либо изменению в спектре поглощения. Однако если мы прйближаем друг к другу взаимодействующие молекулы, то энергия диполь-дипольного взаимодействия между ними возрастает пропорционально примерно 1/г . Когда расстояние между молекулами становится порядка нескольких ангстрем, как это имеет место в молекулярном кристалле, то может случиться, что процесс миграции энергии станет достаточно быстрым даже по сравнению с процессом поглощения света. Это обнаруживается по изменениям в спектре поглощения. Рассматривать далее в качестве поглощающей единицы отдельную молекулу неправильно. Ясно, что соседние молекулы должны принять участие в процессе поглощения на более ранней стадии, так как энергия может перейти к соседней молекуле по сути дела до того, как будет завершен акт поглощения. Уровни энергии и параметры поглощения определяются многими молекулами. При этом становится уместным рассматривать в качестве поглощающей системы ансамбль взаимодействующих молекул или даже весь кристалл. [c.95]

В случаях, подобных этому, необходимо проводить различие между миграцией экситона и прямым резонансным переносом энергии по механизму дальнодействия. В первом случае возбуждение скачкообразно передается по цепи молекул антрацена до тех пор, пока оно не попадет в ловушку тетрацена. Так как низший возбужденный уровень тетрацена лежит заметно ниже, чем у антрацена, то возбужденный тетрацен быстро отдает избыток энергии решетке, и дальнейшая миграция энергии прекращается. В конечном счете тетрацен флуоресцирует. [c.119]

Сенсибилизированная фосфоресценция в растворах в твердых стеклах при низких температурах была продемонстрирована А. Н. Терениным и В. Л. Ермолаевым [79, 195, 196. Они исследовали несколько систем, наглядным примером которых служит смесь, состоящая из бензофенона в качестве донора и нафталина в качестве акцептора. На рис. 13 схематически показано расположение синглетных и триплетных уровней энергии этих двух молекул. У бензофенона первое синглетное состояние соответствует меньшей энергии, чем у нафталина. С другой стороны, из-за малой разности энергии синглетного и триплетного состояний бензофенона его триплетное состояние находится выше, чем триплетное состояние нафталина. Можно поэтому возбудить 51 бензофенона и быть совершенно уверенным в том, что при этом отсутствует прямое возбуждение 51 нафталина. Несмотря на это, когда возбуждено состояние 51 бензофенона, то наблюдается фосфоресценция нафталина. При концентрации бензофенона 5-10 М и концентрации нафталина 3,2-10 М квантовый выход сенсибилизированной фосфоресценции составляет 0,11. Это значение даже выше, чем в случае собственной фосфоресценции нафталина, для которой выход равен 0,095. Авторы интерпретировали это явление в соответствии с переносом энергии по механизму Перрена — Фёрстера и определили среднее расстояние переноса энергии от триплета молекулы бензофенона к основному состоянию нафталина, равное 12—13 А. Образование комплекса исключается на том основании, что в смешанной системе не наблюдается никаких изменений в спектрах фосфоресценции обеих компонент. [c.120]

Перенос энергии. Перенос энергии растворенное вещество — растворенное вещество может быть удовлетворительно объяснен на основе механизма радиационного переноса и диполь-дипольного взаимодействия (рис. 27). Перенос энергии растворитель — растворенное вещество в пластических растворах был рассмотрен аналогичным образом [15, 118], но остался не вполне решенным вопрос о том, дает ли какой-либо вклад в эффективность переноса миграция энергии между фрагментами полимера. Крайне желательно, чтобы были получены спектры поглощения и испускания отдельных компонент какой-либо исследованной сцинтилляционной системы. Это дало бы возможность провести вычисления, связанные с переносом энергии, и различить первичные и вторичные процессы сцинтилляции. Перенос энергии может быть определен и другим методом, спектрофотометрически, непосредственно при возбуждении [13, 16]. Это особенно важно при сравнительном изучении влияния молекулярной структуры на сцинтилляционные свойства (раздел IX, 3). [c.223]

Важно отметить, что основное состояние системы при [/ Ж является антиферромагнитно упорядоченным (см. рис. 1.44, б). Этот результат становится понятным из следующих качественных рас-суждений. Если спины соседних атомов параллельны, то электронный перенос на соседние центры запрещен по принципу Паули. Напротив, в случае антипараллельного расположения спинов при перескоке электронов на соседние центры получается выиг-рыщ в отрицательной кинетической энергии. Такой механизм образования антиферромагнитного состояния называется суперобме-ном в принципе, он может реализовываться в ряде соединений переходных металлов. [c.64]

Аденозинтрифосфат служит посредником между процессами, сопровождающимися выделением и потреблением свободной энергии. Физическим механизмом сопряжения подобных процессов являются обменные реакции переноса той или иной группы, связанной макро-эргической связью, от АТР на один из субстратов реакции. В обменных реакциях АТР играет роль донора фосфорильной группы (—РО3Н2), остатка адениловой кислоты (АМР) или аденозильной группы (AR). [c.146]

Важнейшее положение хемиосмотической теории состоит в том, что система окислительного фосфорилирования может быть функционально и структурно разделена на окислительные и фосфорилирующие протонперено-сящие комплексы. Такое же разделение возможно и в случае фотосинтетического фосфорилирования. После разделения очищенные протонные помпы можно встроить в искусственные замкнутые мембранные пузырьки и наблюдать их протонперенося-щую активность. Подобная реконструкция позволяет, во-первых, проверить различные аспекты хемиосмотической теории. (Все ли комплексы, участвующие в трансформации энергии, переносят протоны Способен ли каждый из таких комплексов переносить протоны самостоятельно или только в сочетании с какой-то гипотетической протонной помпой ) Во-вторых, реконструкция позволяет определить состав минимальной функционирующей единицы, что является первым шагом на пути изучения механизма работы протонной помпы. [c.18]

Энергия переноса должна тратиться на синтез АТР, но термодинамические расчеты не позволяют выяснить действительный механизм такого сопряжения. Протоны могли бы входить в клетку по одному или вместе в зависимости от механизма. Если они входят по одному, то энергия от первого протона должна быть сохранена, чтобы к ней добавилась энергия от следующего протона. Если АТР-синтетаза у Т. ferrooxidans работает как и в других клетках (т. е. без образования промежуточных макроэргических продуктов), то оба протона должны войти в клетку одновременно. [c.355]

СН2О) в этом уравнении представляет собою углевод. Механизм фотосинтеза сложен и требует взаимодействия многих макромолекул и малых молекул. У зеленых растений фотосинтез протекает в хлоропластах - специализированных органеллах. Аппарат преобразования энергии является интегральным компонентом системы мембран в тилакоидах хлоропласта (рис. 19.1). Первый этап фотосинтеза - это поглощение света молекулой хлорофилла. Энергия переносится от одной молекулы хлорофилла к другой, пока не достигает молекулы с особыми свойствами в участке, называемом реакционным центром. Превращение света в химически используемую энергию происходит в реакционных центрах двух видов. На самом деле для осуществления фотосинтеза требуется кооперирование двух световых реакций. Одна из них, называемая фотосистемой /, генерирует восстановительную силу в форме NADPH, тогда как другая, называемая фотосистемой II, расщепляет воду с выделением О2 и генерирует восстановитель. Протонный градиент через мембрану тилакоида генерируется, когда выделяется О2 и когда поток электронов проходит по электрон-транс-портной цепи, связывающей две фотосистемы. Синтез АТР, как и при окислитель- [c.180]

При фильтрации однофазного флюида есть два механизма переноса теплоты, конвективный (т.е. как поток внутренней энергии puvv вместе с движущейся жидкостью) и за счет теплопроводности (кондукщш) q , связанной с неравномерностью распределения температуры в среде. Для определения обычно используется закон Фурье [c.317]