Температура термическая ионизация

Наравне с термической ионизацией в нагретом газе происходит интенсивная деионизация — рекомбинация положительных и отрицательных частиц и диффузия их за пределы нагретого объема газа. Так как оба эти процесса протекают тем интенсивнее, чем более ионизирован газ, то между процессами ионизации и деионизации наступает равновесие, характеризуемое степенью ионизации газа х —отношением числа ионов или электронов к полному числу нейтральных молекул в единице объема до ионизации. Зависимость степени ионизации от температуры, давления и рода газа описывается уравнением Саха [c.22]

У самостоятельных дуг эта эмиссия поддерживается тепловыделением самой дуги, у несамостоятельных — специальным его нагревом. Проводимость газового канала самостоятельных (термических) дуг обусловливается термической ионизацией газа, причем температуры электронов, ионов и нейтральных частиц в канале приблизительно одинаковы. Разряды низкого давления с подогреваемым активированным катодом (несамостоятельные дуги) могут, как и в случае тлеющего разряда, иметь температуру электронов, много большую ионной температуры (рис. 23.12—23.15). [c.433]

В области высоких температур происходит отделение электронов, слабо связанных с атомом (термическая ионизация атомов), а при дальнейшем повышении температуры ионизируются и другие атомы и молекулы с постепенным отделением второго и третьего электронов от атома. Газ при высоких температурах переходит в состояние плазмы. В нем находятся в равновесии и нейтральные молекулы и атомы и положительно заряженные ионы и свободные [c.118]

ДО 24 000° К и захватывает область первой и второй ступеней ионизации атомов углерода и кислорода. Рис. 33, б показывает, что при повышении температуры сначала молекулы СОг диссоциируют на СО и О2, далее молекулы О2 разлагаются на свободные атомы. При данном давлении уже к 3 000° К в равновесной системе почти не остается молекул СО2 и О2 и она состоит практически, полностью из молекул СО и атомов кислорода. Примерно с 4 000° К начинается разложение молекул СО. Дальнейшее повышение температуры приводит к отделению от атомов углерода, а затем и от атомов кислорода сначала одного электрона, а при более высоких температурах и другого электрона. Образование плазмы в этой системе при указанном давлении начинается примерно с 5000° К. Процессы термической ионизации атомов, как и процессы термической диссоциации молекул, являются обратимыми термодинамическими процессами. Для них могут быть определены соответст-вуюш,ие тепловой эффект процесса и константа равновесия, а также зависимость их от температуры и пр. [c.120]

В предыдущей статье [1] нами был приведен материал по термической ионизации Водорода и углеводородов в присутствии металлических поверхностей, обладающих каталитическими свойствами. Было установлено, что водород и углеводороды — нормальный гептан, изооктан, циклогексан, бензол, декалин, тетралин и циклогексанон — при повышенных температурах в присутствии металлических поверхностей в некоторой степени ионизируются. Степень ионизации зависит от температуры, природы металлической поверхности, химических свойств органических молекул и их строения. [c.348]

Более простыми для однотипных соединений являются и соотношения между зависимостями данного термодинамического свойства от температуры. Однако при очень высоких температурах, когда начинают происходить процессы электронного возбуждения или термической ионизации, вследствие различия температур, при которых эти процессы возбуждаются в атомах аналогичных элементов, соотношения могут существенно усложняться. [c.93]

Таким образом, механизм дуги можно представить себе следующим. Из катода в результате высокой степени его разогрева (термоэлектронная эмиссия) или наличия около его поверхности больших напряженностей электрического поля (10 —10 в см — автоэлектронная эмиссия) вырывается поток электронов. Первый случай имеет место для материалов катода с высокой температурой плавления и испарения металла (уголь, графит, вольфрам, молибден), благодаря чему температура на их поверхности может достигать в катодных пятнах значений 2 500—3 000° С и выше, когда начинается заметная термоэлектронная эмиссия. Второй случай соответствует материалам с низкой температурой кипения и испарения (ртуть, титан, медь). В области катодного падения поток электронов разгоняется настолько, что за ее пределами происходит интенсивная ионизация частиц газа в дуговом промежутке, причем здесь, по-видимому, весьма существенна роль ступенчатой ионизации. Образовавшиеся положительные ионы под действием поля направляются к катоду и разогревают его вторичные и первичные электроны направляются через столб дуги в направлении анода. На их пути происходят новые соударения (главным образом термическая ионизация) и образование новых заряженных частиц, что компенсирует их исчезновение в более холодных частях столба путем рекомбинации и диффузии. При попадании на анод отрицательные частицы нейтрализуются, выбивая из него некоторое количество положительных ионов, устремляющихся через столб дуги к катоду. Плазма столба в целом нейтральна, т. е. концентрация положительных и отрицательных частиц одинакова, но из-за того, что подвижность электронов по [c.29]

Газы обладают ничтожной проводимостью при низких температурах. Однако по мере повышения их температуры вследствие процесса термической ионизации их электропроводность возрастает, имея смешанный электронно-ионный характер. Газы и любые вещества в парообразном состоянии при высоких температурах (свыше 5000°С) достигают определенной степени ионизации, при этом существенно возрастает их электропроводность. Квазинейтральное состояние веществ, при котором заряды положительных и отрицательных частиц компенсируют друг друга, получило название плазмы. [c.203]

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]

При высоких температурах газа тепловое движение частиц становится настолько интенсивным, что столкновение молекул и атомов может привести к ионизации. Так как в электрических дугах температура плазмы в столбе может достигать очень высоких значений, то такая термическая ионизация в них играет большую роль. [c.22]

К (температура, которая имеет место в столбе мощной дуги) степень термической ионизации дела- [c.22]

Диссоциация и последующее образование ионов в пламенно-ионизационном детекторе очень незначительны из-за низкой температуры пламени. Вклад термической ионизации в величину Ев [см. выражение (40)] может быть определен следующим образом. [c.131]

Снижению начальной температуры газа в установке с двухфазным рабочим телом способствует также существенная изо-термичность процесса расширения, сближающая температуры конца и начала расширения. При этом можно значительно понизить начальную температуру цикла при сохранении достаточной для термической ионизации температуры в конце процесса расширения. [c.146]

VI. Степень термической ионизации газов х н зависимости от температуры по формуле Сага.............. 4.54 [c.7]

В области высоких температур происходит отделение электронов, слабо связанных с атомом (термическая ионизация атомов), а [c.117]

Ионизация газовой среды в электрической дуге вызывается, прежде всего, в результате столкновений электронов, получающих ускорение благодаря воздействию электрического поля, с нейтральными атомами и молекулами газа. Вторым источником ионизации газа является термическая ионизация, обусловленная высокой температурой, развивающейся в электрической дуге. [c.55]

Непосредственной причиной ионизации в условиях термического равновесия являются соударения быстрых электронов, ионов, атомов или молекул, в результате которых кинетическая энергия поступательного движения переходит в работу ионизации. В земных условиях термическая ионизация наблюдается в пламени, в плазме дугового разряда и др. Температура обычного пламени бывает порядка 2000— 3000° К. Средняя энергия поступательного движения молекул при этой температуре составляет 0,35 эв. Отсюда следует, что заметный процесс ионизации атомов или молекул будет только в тех случаях, когда потенциал ионизации будет не меньше 0,35 эв. Наиболее легко ионизуются атомы Брелочных элементов, чему и нужно приписать значительную проводимость пламени, содержащего эти элементы. [c.84]

Рис. 2 показывает, что замена одногс) из медных электродов на равный по поверхности танталовый приводит к смещению кривой в сторону низких температур на 20°С. Это свидетельствует о том, что танталовый электрод обладает более высокой ионизирующей способностью, чем медный. Та1нтал в.процессе термической ионизации водорода превращается в гидрид тантала, который при 1неосторож1ном с ним обращении разрушается. [c.349]

Преимущества источников термической ионизации для изучения ряда актинидов обсуждались Холлом и Вальтером [818]. Высокая точность и чувствительность — отличительные черты источника, используемого в этой работе. Определение количества образующихся ионов как функции температуры нити дало качественную характеристику процесса ионизации для каждого из полученных элементов. [c.127]

Так же как водородный атом, центры, изображенные на рис. 11 (I и И), могут быть ионизированы, если они поглощают достаточную энергию. Электроны, освобожденные в этом процессе, являются квазисвободными в кристалле и могут принимать участие в электронной проводимости. Если энергия для ионизации центров получается в основном вследствие поглощения света, явление называется фотопроводимостью. Если, с другой стороны, ловушка, образованная дефектом решетки, имеет малую глубину, так что достаточно одной тепловой энергии для освобождения электрона, то кристалл с нестехиометрией типа I или II обнаруживает электронную проводимость, которая возрастает с температурой, согласно закону Больцмана, описывающему вероятность термической ионизации. В таком случае кристалл является полупроводником. [c.69]

Характерным параметром кривых п Т) является температура при которой п = 0,5Яд. Зависимость между энергией термической ионизации и указанным значением температуры определяется соотношением [c.89]

Действительно, если имеется избыток ионов одного знака, то между этими ионами и нейтральными молекулами происходит больше столкновений, в результате чего раскаленный газ пламени перемещается в направлении движения этих ионов. Изучение свойств подобных раскаленных газов в пламени показывает, что наиболее горячая область находится в желто-белой части пламени, где температура достигает 2000° С. В этой области происходит интенсивная термическая ионизация газа. Отклонение пламени увеличивается с увеличением электрического поля оно определяется равновесием между электрической силой, заставляющей ионы двигаться горизонтально, и упругостью пламени, вызванной конвекционными потоками в воздухе. [c.14]

Будет ли происходить термическая ионизация атомов водорода при температуре, когда начинается диссоциация химических связей в молекулах Нг, если н-н = = 103,3 ккал/моль, а /н= 13,61 эВ [c.27]

Если выражать р в миллиметрах ртутного столба, то постоянная 4=2,4-10 . Выражения (35,8) и (35,9) показывают, что степень ионизации зависит не только от температуры газа, но и от давления. При малых а можно принимать р равным тому давлению газа, которое имело бы место при температуре Т, если бы термической ионизации газа не было ). [c.129]

Для дугового разряда при нормальном давлении важную роль играет термическая ионизация газа. С повышением температуры газа увеличивается средняя ки-нгтическая энергия его частиц и усиливается процесс ионизации. Характер зависимости степени ионизации газов от температуры показан на рис. 5.3, где приведены две кривые для степени ионизации газов с потенциалами ионизации 7,5 и 15 В. Потенциалом ионизации около 7,5 В обладают пары марганца, магния, железа и крем- [c.259]

Космическое излучение надо считать источником остаточной ионизации во всех тех случаях, когда газ надёжно защищён о г действия любых других ионизаторов, включая радиоактивные излучения земной коры, а температура газа недостаточно высока для того, чтобы причиной остаточной ионизации могла являться термическая ионизация. [c.131]

При достаточно высокой температуре термически ионизованный газ приобретает все свойства плазмы. В этом случае при условии термического равновесия с окружающим миром предоставленная самой себе плазма не исчезает. Убы.чь заряженных частиц, происходящая путем их рекомбинации, пополняется за счёт новых актов ионизации. Созданная таким образом плазма [c.284]

Другое предположение, сделанное для объяснения дуги с холодным катодом, состоит в том, что температура самого газа в шнуре дуги настолько велика, что в газе происходит термическая ионизация, и выделение свободных электронов с катода необязательно должно иметь место. [c.324]

В дуговом разряде одним из основных путей ионизации газа является соударение частиц, вызванное их интенсивным тепловым движением. Такая термическая и онизация. может иметь существенное значение только при очень высоких температурах в столбе дуги, где температура достигает 6000, 8000 К и более. При этих температурах пары большинства металлов в значительной степени ионизированы пары газов для существенной термической ионизации требуют более высоких температур (15 ООО К и выше). [c.181]

Нить характеризуется ее работой выхода, т. е. минимальным количеством энергии, необходимой для отрьша электрона от поверхности металла. В конфигурациях с одной нитью испарение и ионизация происходят с одной и той же поверхности. Используя две или три нити, можно разделить ступени испарения и ионизации, поскольку газообразная проба затем перемещается к другой нити и адсорбируется на ее поверхности. Это полезно для элементов, которые испаряются при низких температурах, но требуют высокой температуры для эффективной ионизации (например, Са). Нити изготавливают из тугоплавких элементов, таких, как Та, Ке или У, поскольку их температуры плавления равны 3000°, 3180° и 3400° С соответственно. Отметим, что их работа выхода составляет 4,30, 4,98 и 4,58 эВ соответственно. Работу выхода можно снизить добавлением, например, ТЬ к У. Работа выхода У с добавками ТЬ составляет уже 2,7 эВ. Элементы наносят обычно в ввде нитратов или хлоридов. Эффективность ионизации особенно высока для элементов, первый потенциал ионизации которых меньше 7эВ, таких, как щелочные элементы, щелочноземельные элементы, актинвды и лантаниды. Для элементов с потенциалом ионизации вьш1е 7эВ (например, Си, Рс1, 2п) может быть необходимо добавление реагентов, увеличивающих эффективность ионизации особенно распространен силикагель с добавками или без добавок. Преимуществом этого типа ионизации является то, что образуются только однозарядные ионы, приводящие в итоге к простому спектру. Следует заметить, что с помощью ТИМС наблюдаются не только положительно заряженные, но также и отрицательно заряженные ионы, особенно для неметаллов и при использовании нитей с низкой работой выхода. Примеры отрицательных ионов включают галогены, 8е,8 и Те. Теория положительной термической ионизации гласит, что отно- [c.133]

Химическая инертность и оптические спектры атомов инертных газов указывают на то, что их электронные оболочки являются полностью заполненными. Потенциалы ионизации служат количественной мерой прочности связи электронов с атомным остатком. Для инертных газов кинетическая энергия, вычисленная по закону равнораспределения, становится сравнимой с потенциалом ионизации только при температурах около 100 000° поэтому при всех температурах, используемых в обычных условиях, термическая ионизация этих атомов исключена и можно считать, что они ведут себя примерно так, как это предсказывается теорией дпя упругих шаров. Атомы инертных газов ближе других отвечают модели таких гипотетических шаров, постулированной в кинетической теории газов. Поэтому их поведение можно сравнить с тем поведением, которого следует ожидать, исходя из сумм но состояниям, вычисленным с помощью квантовой теории. Пусть масса атома равна т, вырожденность — g, а изучаемая система содержит N атомов одного и того же сорта, свободно движущихся при температуре Т в объеме V. Тогда, как было показано в гл. VIII, сумма по состояниям имеет вид [c.331]

О быстром уменьшении концентрации ионов можно судить по распределению концентрации ионов в плоском пропано-воздушном пламени, измеренному Калькотом и Кингом [588]. Одна из полученных ими кривых зависимости измеренной концентрации ионов от расстояния от светящейся зоны пламени (зона реакции) вместе с кривой распределения температуры приведена на рис. 138. Мы видим, что максимум концентрации приходится на светящуюся зону, имеющую в данном случае ширину — 0,25 мм. Резкий спад кривой концентрации ионов в сторону сгоревшего газа (максимальной температуры) свидетельствует о том, что появление ионов не может быть обусловлено термической ионизацией какой-либо примеси или образующейся в пламени окиси азота, обладающей сравнительно низким потенциалом ионизации (9,2 эв). Заметим, что в бедных смесях пропана с воздухом термодинамически равновесная концентрация ионов N0 меньше одного иона в 1 см , в то гремя как измеренная концентрация ионов составляет величину порядка 10 в 1 сл . [c.478]

Чаще всего имеют дело с дугами с раскаленным катодом, температура которого составляет несколько тысяч градусов. Наиболее нагретой частью катода является катодное пятно. Усиленное испускание электронов (термоэлектронов) катодом есть одно из условий существования электрической дуги. Однако существуют дуги и с холодными электродами (например, ртутная дуга). Дуговой разряд в этом случае поддерживается автоэлект-ронной эмиссией катода, обусловленной туннельным прохождением электронов сквозь потенциальный барьер, образованный двойным электрическим слоем на поверхности катода. Не исключена также возможность,, что источником Эотектрических зарядов в дуге с холодными электродами, горящей при высоких давлениях, служит термическая ионизация нагретого газа около катода. [c.444]

Сравнение мощностей нагрева обеих систем, а также результатов пирометрических измерений показывает, что тепловые условия в анодных системах одинаковы. Но ноля, ускоряющие ионы в ИМ, довольно сильно отличаются от аналогичных полей в МС (i им — Ю кв см Емс = 0,5 кв1см). Если ионы при измерениях на МС и ИМ образуются только в результате термической ионизации, то степень ионизации а в зависимости от температуры может быть определев-а по уравнению Лангмюра [c.138]

На рис. 13 показана эмпирическая завиои мость между температурой дуги и ионизационным потеициалом элемента 113]. Физический смысл этого явления таков. Для 1Г0)рения дупи, т. е. для Проводимости плазмы при заданном токе, необходимо иметь оцреде-леи ную концентрацию электронов, образующихся за счет термической ионизации атомов по схеме [c.35]

Кривая электропроводности для давления 1 ат построена, начиная с температуры 8 000° К, при которой электрическая проводимость гелия уже достаточно велика с точки зрения получения дуги. Нетрудно видеть, что электропроводность быстро растет с температурой, что объясняется увеличением концентрации электронов за счет термической ионизации гелия. Благодаря относительно малой массе электроны обладают высокой по сравнению с ионами подвижностью, что делает их наиболее подходяшими частицами для переноса электрического заряда, если имеется градиент потенциала. При температуре около "25 000° К однократно ионизированы почти все атомы гелия, и электропро-.водность и концентрация электронов уже мало меняются с ростом температуры. Если и далее увеличивать температуру, то электропроводность вновь начнет расти за счет двукратной ионизации атомов. [c.75]

Паразитная электропроводность в этом устройстве обусловлена эмиссией с электродов и термической ионизацией газовой среды. При расстоянии между электродами около 2 мм электропроводность в воздушной среде при температуре 600° С равна 1X10- , при 900° С—2 X ЮЛ при 1200° С—7 X Ю" , при 1400° С—4 X 10- и при 1600° С—2 X 10- ом К Это много ниже электропроводности большинства видов керамики при тех [c.560]

Термическое возбу1кдение и термическая ионизация легче всего происходят в газах, имеющих наиболее низкие потенциалы ионизации и возбуждения, т. е. в нарах щелочных металлов (особенно цезия). В этом случае достаточно нагревания газа до температуры около 3000° К. [c.127]

Термическая ионизация и термическое возбуждение имеют место ири давлениях порядка атмосферного и выше в шнуре э.лектрической дуги в воздухе. В этом случае температура газа, определённая оптическими приёмами, оказывается равной 5000— 6000° К и выше. Исследования относительной интенсивности искровых и дуговых линий ноглои1ения в спектрах звёзд, обладающих очень высокой температурой, показывают, что в атмосфере этих звёзд некоторые элементы, в частности кальций, почти нацело термически ионизованы. [c.127]

Ближайшее рассмотрение возможных элементарных процессов, имеющих место при термической ионизации, не позволяет ограничиваться представлением об ионизации путём одних толькс соударений быстрых нейтральных частиц газа между собой. Так как при термической ионизации мы имеем дело с термодинамическим равновес.ием, то средняя кинетическая энергия электронов должна быть равна средней кинетической энергии нейтраль ных частиц. Ионизация последних происходит и при соударениях с электронами. Кроме того, объём, занимаемый газом, постоянно пронизывается равновесным излучением соответствующей температуры. В составе такого излучения всегда есть кванты, энергия которых достаточна для фотоионизации частиц газа. Поэтому при термической ионизации должен происходить и объёмный фотоэффект. [c.130]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология