кинетическая теория кинетическая энергия

В классическом приближении (т. е. в рамках классической кинетической теории) кинетическая энергия молекулы при переходе ее из объема газа на поверхность не изменяется. Поэтому при изменении характера движения молекулы, например в случае нелокализованной адсорбции (при замене одной степени свободы поступательного движения на колебательное) или в случае локализованной адсорбции (при замене трех степеней свободы поступательного движения на три степени свободы колебательного), б этом приближении 7зя=9йя- неспецифической адсорбции можно далее допустить, что внутримолекулярная энергия и внутримолекулярные движения также не изменяются, т. е. что Таким образом, при неспецифической адсорбции в классическом приближении изменяется только потенциальная энергия Ф молекулы адсорбата по отношению к ад сорбенту и соответствующая сумма состояний д ф. Константа Генри в этом приближении сводится к выражению [c.510]

Первый случай-, изотермическое расширение идеального газа, ДЕ = 0. Из уравнения (1.18) мы знаем, что Я-У = 2/3 К. Э., а как следует из кинетической теории, кинетическая энергия есть функция только температуры. Поэтому в изотермической системе (постоянная температура) кинетическая энергия газа не изменяется. Если АЕ О, то<74-м = Ои<7 = —т. Расширение может происходить несколькими способами. [c.67]

Любая термодинамическая система обладает определенным запасом энергии, которая в термодинамике носит название внутренней энергии. С позиции теории строения вещества внутренняя энергия складывается из энергии теплового движения частиц, а также из всех видов внутримолекулярной и внутриатомной энергии, за исключением кинетической и потенциальной энергии всего тела (системы). Она зависит от вида и массы рассматриваемого вещества, а также от его агрегатного состояния, и не зависит от того, каким способом оно приведено в это состояние. Обозначается внутренняя энергия буквой U. Она является экстенсивным свойством, так как зависит от количества рассматриваемого вещества. [c.50]

Односторонность тепловых процессов объясняется молекулярной кинетической теорией вещества. Энергия, которая передается в процессе энергообмена в виде теплоты, обусловлена особым видом движения — хаотическим движением атомов молекул, в то время как остальные виды энергии связаны с направленным, упорядоченным движением структурных частиц. Однако упорядоченное движение легко может стать хаотическим как наиболее вероятным и, наоборот, упорядочение хаотического движения связано с большими трудностями. [c.53]

Любая теория, целью которой является описание новых упорядоченных состояний вдали от равновесных условий (как, например, за границей устойчивости термодинамической ветви), должна опираться на теорию флуктуаций. Чисто причинное описание больше не пригодно даже для систем с большим числом степеней свободы. В качестве иллюстрации рассмотрим типичную задачу нз гидродинамики — устойчивость ламинарного потока жидкости. Предположим, что возникает малая флуктуация кинетической энергии б кш ей будет соответствовать небольшой горб в профиле скоростей, как показано ниже [c.9]

Руководствуясь кинетической теорией газов, можно провести вывод закона действующих масс. Кинетическая теория газов объясняет протекание химических реакций, исходя из энергии движения — кинетической энергии молекул. При непрерывном перемещении молекул постоянно происходят их попарные соударения. Если энергия сталкивающихся молекул достаточно боль-щая, то их столкновение приведет к химическому взаимодействию. Избыточная энергия по сравнению со средней энергией, которой обладают молекулы, вступающие в химическое взаимодействие при столкновении, называется энергией активации. Молекулы, обладающие энергией активации, называются активными. Поскольку одновременные столкновения трех и большего числа молекул весьма редки и поэтому маловероятны как причина химического взаимодействия, то можно считать, что элементарный акт химической реакции отвечает уравнению [c.248]

Молекулярно-кинетическая теория [231] дает строго обоснованное соотношение между переносом импульса и кинетической энергии для случая поступательного движения молекул. Для простых частиц, например атомов инертных газов, не имеющих иных степеней свободы, кроме поступательных, эта теория приводит к известной формуле Максвелла [c.163]

Поэтому Е можно рассчитать, откладывая экспериментально измеренные значения 1пй против 1/Т. Согласно простой теории столкновения химической кинетики, акт химического превращения может произойти, только если суммарная кинетическая энергия сталкивающихся молекул превосходит активационный барьер Е . Экспоненциальный множитель в (4.7) определяет долю таких столкновений, которые могут привести к акту химической реакции. Отметим, что (4.7) предполагает выполнение Больцмановского равновесного распределения энергий молекул в реакционной смеси. [c.62]

К случаю взаимодействия атомов, потерявших кинетическую энергию при упругом столкновении, с образовавшимися свободными радикалами можно применить теорию реакционной ячейки [20]. Эту ячейку можно представить себе как область пространства, в котором находятся радиоактивный атом, потерявший при столкновении часть своей энергии, и свободные радикалы. [c.262]

В теории самосогласованного поля обеспечивается неизменность различных компонент полной энергии систем с закрытой оболочкой (кинетическая энергия, энергия отталкивания ядер, кулоновская или обменная части энергии межэлектронного взаимодействия) при унитарном преобразовании U двукратно занятых орбиталей. В работах [13, 38—40] в качестве мер степени локализации электронов приняты составляющие полной энергии, относящиеся к межэлектронному взаимодействию. Рассмотрим, например, энергию кулоновского взаимодействия электронов [c.82]

Кроме поступательного движения, частицы имеют и вращательное движение, которое присуще также газовым молекулам. Согласно кинетической теории, количество энергии вращения частиц в среднем равно количеству кинетической энергии поступательного движения. Эйнштейн дает для величины вращения следующую формулу [c.95]

Простейшая теория столкновений основана на том, что для протекания реакции суммарная относительная кинетическая энергия молекул А и В при столкновении должна превосходить некоторое критическое значение Другими словами, кинетическая энергия может любым способом распределяться между А и В, но активированное состояние образуется только тогда, когда достигается энергия, большая или равная критической Е,.- Полагают, что движение молекул ограничено плоскостью, т. е. критическая энергия распределяется только по двум степеням свободы или выражается только двумя квадратичными членами. Согласно закону распределения Максвелла — Больцмана, вероятность Р того, что молекула, имеющая скорость с, обладает одновременно компонентами скорости между и и и + с1и и между V я V + dv, равна [c.73]

Применим теорему кинетической энергии. Согласно теореме приращение кинетической энергии отсека должно быть равно сумме работ всех сил, действу ющих на отсек, при указанном движении. [c.56]

После успехов в области термодинамики наметились новые перспективы в кинетической теории материи связь между температурой газа и кинетической энергией движения молекул позволила Дж. Максвеллу создать метод исследования систем, состоящих из очень большого числа частиц. Максвелл вводит понятие вероятности и устанавливает свой знаменитый закон распределения скоростей. Работы Дж. Гиббса и Л. Больцмана способствовали быстрому развитию новых отраслей естествознания — статистической механики и статистической термодинамики. Больцман исследовал второе начало с точки зрения молекулярно-кинетических представлений и нашел функцию (Я-функция), обладающую тем свойством, что она в неравновесной системе при столкновении молекул уменьшается, но принимает постоянное значение, когда достигнуто равновесное состояние, отвечающее закону Максвелла. Эта функция отличается от энтропии только знаком. М. Планк выразил результат открытия Больцмана в сжатой форме энтропия пропорциональна логарифму вероятности данного состояния. Так успешно объединяются чисто термодинамические концепции с молекулярно-кинетическими. Выдающиеся исследования Гиббса приводят к созданию стройной теории термодинамических потенциалов и теории равновесия фаз, оказывая сильное влияние на все последующее развитие физической химии. [c.5]

Процесс активации молекул протекает быстро, и поэтому активные молекулы находятся в равновесии с обычными. В момент столкновения двух частиц их общий центр тяжести может иметь какую-то.скорость в определенном направлении, однако это движение не сказывается на результате столкновения. Возможность реакции определяется кинетической энергией движения частиц относительно друг друга вдоль линии центров, и если эта энергия превышает Е, то происходит реакция. Такое представление о механизме реакции лежит в основе теории столкновений из него следует, что энергия активации должна равняться сумме энергий [c.320]

При ответе на первый вопрос необходимо учесть, что процессы химической технологии обычно не могут быть описаны с позиций электрических и магнитных явлений или с позиций теории поверхностных явлений. Кроме того, в большинстве случаев нет необходимости в данных о потенциальной и кинетической энергии потоков массы веществ. Поэтому в дальнейшем описание элемента процесса в технологической схеме процесса будет считаться полным, если в месте входа и выхода из элемента процесса для каждой фазы будет приведено /с + 2 данных (потоки компонентов, теплоты, импульса ). [c.33]

Для более сложных моделей молекул, например тех, которые предполагают наличие центральных сил, мы заменяем вышеуказанный ряд параметров новым рядом, определяющим силовое поле. Если добавить к тому же проблему сложных молекул (т. е. молекул, обладающих сложным внутренним строением), то потребуется еще дополнительный ряд параметров, определяющих взаимодействия между внутримолекулярными движениями и внешними силовыми полями. В случае жесткой сферической модели это потребовало бы введения дополнительных коэффициентов для описания эффективности передачи внутренней энергии между сталкивающимися молекулами. Несмотря на эти трудности, кинетическая теория в ее простом равновесном приближении и в ее более точном неравновесном представлении способна воспроизвести физическое поведение в форме, которая математически проста, качественно правильно представляет взаимозависимость физических переменных и дает количественное соответствие, более точное, чем только порядок величины. Как таковая, эта теория представляет ценное орудие прямого проникновения во взаимосвязь между молекулярными процессами и макроскопическими свойствами и, как мы увидим, способствует пониманию существа кинетики. [c.173]

Согласно теории столкновений, скорость реакции равна произведению числа столкновений на выражение, учитывающее, что эффективными являются только столкновения молекул, обладающих надлежащим уровнем энергии. Число столкновений определяется на основе кинетической теории газов. Из закона же распределения энергии Максвелла следует, что доля общего числа молекул, соответствующая молекулам с энергией, превышающей средний уровень значений энергии активации, составляет Отсюда получается [c.219]

Теплота и работа, Согласно молекулярно-кинетической теории каждое тело располагает определенным запасом внутренней энергии, который слагается из энергии движения молекул (поступательного и вращательного), называемой внутренней кинетической энергией, и энергии взаимного притяжения молекул — внутренней потенциальной энергии (в идеальных газах отсутствует). [c.25]

Для идеального газа внутренняя энергия и зависит только от температуры и согласно молекулярно-кинетической теории выражается формулой [c.26]

При статическом распределении явлений характеристики отдельных индивидуумов или их групп могут существенно различаться по своим величинам. Это общее статистическое соотношение полностью применимо к энергиям молекул. Из кинетической теории известно, что средняя энергия группы идентичных молекул является функцией температуры. Однако часть молекул обладает гораздо большей, а часть гораздо меньшей энергией по сравнению со средней энергией молекул. Указанное распределение энергии подчиняется законам теории вероятностей. [c.41]

Сравнение уравнения (IV,22) с уравнением (IV, 15) показывает, что энергия активации есть разность между средней энергией активных столкновений и средней энергией всех столкновений. Приведенное определение энергии активации является наиболее строгим в рамках применения молекулярно-кинетической теории к изучению скоростей химических реакций. Другое истолкование энергии активации будет дано при разборе теории активного комплекса. [c.132]

Здесь выясняется обстоятельство, ни в коем случае не компрометирующее схему Линдемана, но требующее весьма существенного уточнения в молекулярно-кинетической теории бимолекулярных реакций. Формула (IV, 4), применение которой к сравнительно несложным молекулам, претерпевающим бимолекулярный распад, было оправданным, оказывается неприменимой к бимолекулярному распаду сложных молекул. Дело в том, что эта формула выведена в предположении, что вся энергия сталкивающихся молекул является кинетической энергией нх поступательного движения другими словами, вывод сделан при учете двух степеней свободы, т. е. без учета внутренних степеней свободы. Поскольку все атомы в многоатомной молекуле находятся в состоянии колебательного движения, в химической кинетике оказалась весьма полезной модель молекулы как совокупность некоторого числа независимых осцилляторов . Если энергия может распределяться между 5 осцилляторами многоатомной молекулы, то число молекул, обладающих [c.168]

Объяснение адиабатического сжатия с точки зрения кинетической теории газов можно найти в работе Теттаманти [7], где показано, что изменение общего процесса передачи движения молекулам, находящимся между поршнем и стенками цилиндра, аналогично переносу общего импульса на молекулы посредством движения поршня. Применение кинетической теории к обсуждаемой нами двухфазной модели показывает, что молекулы в фазе с более высоким давлением должны переносить импульс на поршень. Таким образом можно объяснить аналогию изменений энергии, переходящей из [c.30]

Если в уравнениях (IV. 59) и (IV. 60) вместо частичной концентрации V дисперсной фазы записать давление газа, то получается известная в молекулярно-кинетической теории барометрическая формула Лапласа, характеризуюш,ая распределение давления газа по высоте. Вывод формулы (IV. 60) дан, исходя из чисто методических соображен1И1, хотя теиерь, когда уже известно, что коллоидные системы (золи) подчиняются законам молекулярно-кинетической теории, можно было написать ее сразу ио аналогии с формулой для давления газа. Вывод уравнения Лапласа можно сделать и исходя из распределения Больцмана прн равновесном состоянии системы число частиц, обладающих энергией Е, пропорционально фактору Больцмана [c.214]

Давление насыщенного пара индивидуальных жидкостей. Одним из важнейших свойств жидкости является давление ее насыщенного пара, характеризующее способность Ж(Идкости к испарению. Тепловое движение молекул ведет к отрыву. их от поверхности жидкости и переходу в газовую фазу. Однако такой отрыв может произойти, если кинетическая энергия молекулы будет больше энергии взаимной связи с молекулами жидкости. Часть молекул, оторвааш ихся от поверхности жидкости, впоследствии снова он-денсируется, другая же часть остается в газообразной фазе. Таким образом, на поверхности жидкости всегда происходит одновременно два процесса испарение й конденсация. Если эти процессы осуществляют в замкнутом пространстве, то скорости иопарекия и конденсации выравниваются, и между жидкой и газообразной фазами наступает состояние динамического равновесия. Давление, которое молекулы пара, находящегося в равяовесии с жидкой фазой, оказывают на стенки сосуда и на поверхность жидкости, называется давлением насыщенного пара (для краткости давление пара жидкости). Давление пара является функцией кинетической энергии молекул и числа их в единице объема (т. е. плотности) и выражается основной формулой кинетической теории газов [c.155]

Выводы мультиплетной теории позволили развить и теоретически обосновать ряд кинетических методов определения энергий связи различных реагирующих атомов с поверхностью катализаторов. Методы эти основаны на определении энергий активации нескольких независимых реакций, и в этом смысле получаемые результаты недостаточно однозначны, так как возможные ошибки в определяемых энергиях связи достигают 29 кДж. [c.91]

Молекулы газа находятся в непрерывном движении. Согласно кинетической теории газов, энергия их движения представляет собой тепловую энергию. Если рассматривать молекулы как жесткие, обладающие определенной структурой частицы, то следует учитывать, что они могут совершать движения двух типов— поступательные и вращательные. В гл. 2 было показано, что для частицы, обладающей энергией поступательного движения и находящейся в ограниченной областн пространства (сосуде), допустимые энергетические уровни оказываются квантованными. Для молекул, движущихся с тепловыми скоростями в сосудах таких размеров, какие используются в лабораторных условиях, эти энергетические уровни располагаются настолько близко друг к другу, что для всех практических целей их можно рассматривать как континуум. [c.39]

При высоких температурах процесс реагирования нротекает с большой скоростью, не успевает проникнуть внутрь и сосредоточивается на внешней поверхности. Это дает возможность пренебречь влиянием внутриобъемного реагирования. Но процесс реагирования при более высоких температурах осложняется сильным влиянием диффузии и в связи с этим — скорости н гидродинамики потока газа, а также вторичных реакций. Поэтому при исследовании реакций при высоких температурах большое значение имеет отделение влияния физических факторов, в основном диффузии, от чисто химических. Для того, чтобы наиболее просто и правильно выявить взаимосвязь между диффузией и кинетикой, исследование гетерогенных реакций и в особенности процесса горения углерода и, сопутствующих ему вторичных реакций проводилось в определенных простейших геометрических формах шарик, обтекаемый реагирующим газом (так называемая внешняя задача), канал, стенки которого реагируют с протекающим внутри пего газом (так называемая внутренняя задача), слой из шариков, продуваемый реагирующим газом, и т. д. Применяя для описания процесса дифференциальные уравнения диффузии совместно с граничными условиями, выражающими прямую связь между количеством диффундирующего газа и скоростью реакции на поверхности шарика, канала и т. п. (см. гл. VI), удалось получить хорошее соответствие теории с многочисленными экснериментальными данными [59] и др. В особенности большой вклад в разработку диффузионно-кинетической теории гетерогенного горения внесли Нредводителев и его сотрудники [59], а также Чуханов, Франк-Каменецкий [87], Зельдович и другие советские ученые. Но следует заметить, что математическая обработка экспериментальных данных с помощью диффузионно-кинетической теории горения отнюдь не даст возможности судить об элементарных химических актах (адсорбции, собственно химической реакции и т. д). На основе ее мы можем получить только суммарные константы скорости реакций (включая адсорбцию и внутриобъемное реагирование) и соответствующие величины видимых энергий активаций й суммарного порядка реакции. [c.161]

Ввиду отсутствия точной и подробной теории мы ограничимся обзором главных экспериментальных фактов. Первое указание на существование автоионизации носило неспектроскопический характер. Оже ) показал, что при поглощении рентгеновских лучей в газе камеры Вильсона в ней часто появляются несколько электронных следов, исходящих из одной и той же точки. Один след длинный и интерпретируется как вызываемый первичным фотоэлектроном, выбитым световым квантом из /С-оболочки. Относительно другого следа было найдено, что его длина хорошо соответствует кинетической энергии, приблизительно равной К—2Ь, где /Си/, обозначают соответствующие энергии возбуждения атома. Остальные следы, если они имеются, соответствуют электронам значительно меньших энергий. Интерпретация следа, отвечающего энергии К — 21, ясна из фиг. 55. После удаления одного электрона из Л -оболочки атом остается [c.357]

Основные понятия термодинамики сложились до создания (юврейен-ной молекулярной теории вещества. Поэтому классическая термодинамика не занималась вопросом о природе внутренней энергии. Целессюбразно, однако, обратить внимание на молекулярную природу внутренней энергии. Внутренняя энергия тела складывается из кинетической энергии движущихся молекул и потенциальной энергий, т. е. энергии взаимного притяжения и отталкивания молекул. Наряду с этими составляющими в запас нутренней энергии входят энергия электронов, энерги , содержащаяся в атомных ядрах, и лучистая энергия [c.15]

Итак, в теории акустических резонаторов предполагается, что давление воздуха в сосуде постоянно и что воздух внутри сосуда не имеет кинетической энергии. Если эти допущения справедливы, то, исходя из них, можно построить акустический фильтр. Его можно сделать в виде трубы с перьгородками через которые проходят узкие трубки (рис. 135). В трубках сосредоточена кинетическая энергия, в камерах—потенциальная. [c.328]

В соответствии с современной молекулярной теорией раство — ров, фазовое состояние химических веществ определяется двумя 1[ротивоположнодействующими факторами с одной стороны, меж — гюлекулярным взаимодействием, обусловливающем потенциальную 1нергию молекул, и, с другой, — тепловым движением, которое определяет их кинетическую энергию. [c.214]

Соотношение (2.2) можно переписать в виде /ф = 2а + 1, где — длина дуги, которую пробегает ротор в запертом состоянии. Здесь эта величина назьшается дугой преобразования энергии. Величина этой дуги должна выбираться по некоторым правилам, которые определяются исходя из следующих соображений. При резком перекрытии проходного сечения канала движения потока сплошной среды, согласно теории прямого гидравлического удара Жуковского [391], происходит преобразование кинетической энергии некоторого объема жидкости в потоке в потенциальную энергию упругой деформации этого объема. После завершения этого преобразования начинается процесс релаксации в форме распространения в жидкости ударной волны. Применение этой концепции к единичной прорези ротора дает следующий вьтод длина дуги преобразования должна бьтгь не меньше длины углового расстояния, проходимого ротором, на протяжении которого будет завершен цикл преобразования кинетической энергии объема жидкости, равного объему прорези ротора, в потенциальную энергию упругого сжатия этого объема при перекрытии этой прорези телом статора. Время, в течение которого такое преобразование происходит, назовем временем подготовки прорези к излучению. [c.65]

А на одну молекулу, было названо молекулярным инкрементом ( бъема , но его смысл не подвергался обсуждению. Это слагаемое постоянно для всех углеводородов при какой-то температуре или каком-то давлении, однако с изменегшем температуры и давления оно изменяется быстрее, ч( м слагаемые, зависяпще от углеродных атомов в цепях, в кольцах и т. п. [411. Следовательно, молекулярный инкремент объема в действительности представляет собой свободный объем, который образует вокруг себя каждая молекула в результате кинетических столкновений ее как целого с се соседями. Представление о том, что каждая молекула в жидкости обладает при определенной температуре одной и той же кинетической энергией независимо от молекулярного веса, вполне согласуется с теорией [261. [c.246]

Из кинетической теории газов известно, что внутренняя энергия идеального одпоатомного газа равна его кинетической энергии, т. е. [c.12]

Между тем молекулярно-кинетическая теория дает для числа стс лкновений молекул, энергия которых превышает некоторую В личину Е, уравнение [c.125]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология