Частота столкновений частиц газа

Частота столкновений частицы i с частицей / в газе ТР,. [c.22]

Вернемся к уравнению Аррениуса. Как уже говорилось, предэкспо-ненциальный множитель А отражает частоту соударений. Однако расчетная частота столкновений молекул газа обычно больше, чем А, найденная из графика (см. рис. 14.9). Возможное объяснение состоит в том, что эффективными являются не только соударения частиц с достаточной энергией, но необходимо еще, чтобы молекулы были соответствующим образом ориентированы в пространстве. Например, в реакции [c.339]

Изучение кинетики реакций в растворах осложнено тем, что возможность сопоставления характеристик данного процесса для жидкой и для газообразных фаз весьма ограничена из многих тысяч реакций, исследованных в растворах, едва ли наберется два-три десятка, которые могут быть изучены в газовой фазе. Кроме того, даже в случае инертного растворителя частота столкновений частиц в растворе примерно втрое больше, чем в газах. Это связано со структурой ближнего порядка в жидкостях реагирующие частицы попадают в элемент структуры растворителя ( клетку ), что мешает им [c.152]

Поскольку функция перекисного инициатора состоит в том, что он запускает эту последовательность свободнорадикальных реакций, то требуется лишь каталитическое количество этого вещества. Радикалы, ведущие цепной процесс, удаляются из реакции только в том случае, если они реагируют друг с другом, образуя молекулы с большим запасом энергии, которые сразу передают энергию какой-то третьей частице, или эти радикалы могут адсорбироваться на поверхности реакционного сосуда, или они могут реагировать с какой-нибудь примесью. Подобные процессы могут быть описаны как стадия обрыва всей цепной реакции, но до тех пор, пока в среде имеется ощутимая концентрация реагентов, подобные обрывы цепи будут случаться довольно редко. Конечно, поверхность реакционных сосудов может быть довольно велика, но частота столкновения в газе при атмосферном давлении равна примерно 10 столкновений в секунду. Следовательно, квантовый выход в цепных реакциях должен быть очень высоким. [c.171]

Характеристическое время излучения, т. е. среднее время существования возбужденного атома или молекулы при потере возбужденного состояния вследствие излучения, составляет 10 с [16, с. 363]. На основе кинетической теории газов при температуре О °С и атмосферном давлении число столкновений, которое испытывает молекула, составляет около 7-10 в секунду. Это число пропорционально давлению газа. (Высокая температура газов пламени может снизить частоту столкновений примерно до 2-10 в секунду.) Из опытов по гашению флуоресценции и других данных следует, что при атмосферном давлении возбужденный атом может испытывать до 5-10 необходимых для дезактивации столкновений в секунду [8, с. 209]. При полном переходе от одного состояния к другому и характеристическом времени излучения 10 с частица испытывает около 50 столкновений. Локальное равновесие в распределении поступательной энергии частиц устанавливается очень быстро, для этого требуется всего несколько соударений. Следовательно, в обычных условиях при атмосферном давлении процессы активации и дезактивации вследствие столкновений, вероятно, играют значительно более важную роль, чем процессы излучения. [c.29]

Почему нагревание вызывает столь значительное ускорение процесса Так как скорость реакции пропорциональна частоте столкновений между молекулами, то, на первый взгляд, это легко объяснить учащением соударений реагирующих частиц. Однако это предположение не подтверждается — скорость движения частиц при нагревании на 10° увеличивается всего лишь на 1—2%. Кроме того, если бы необходимым и достаточным условием протекания реакций являлось лишь соударение частиц, то нельзя было бы объяснить различие в скоростях процессов при одинаковых концентрациях реагентов было бы непонятным и действие катализатора, и его специфичность, и многое другое. Да и если бы каждое столкновение оканчивалось актом взаимодействия, то все реакции протекали бы со скоростью взрыва ведь молекулы, содержащиеся в 1 см газа, испытывают ежесекундно такое колоссальное число соударений, что ему отвечают скорости, превышающие экспериментальные в сотни миллиардов раз. Последнее соображение не перечеркивает обоснования уравнения вида (111.2), так как число столкновений, приводящих к реакции, пропорционально общему их числу. [c.108]

Газ заполняет занимаемое им пространство равномерно. Он состоит из частиц, перемещающихся в предоставленном ему объеме с большой скоростью и прямолинейно от одного столкновения — с другой частицей или со стенками сосуда — до другого столкновения. Удары частиц газа о стенки сосуда в сумме представляют собой силу, действующую на эти стенки. Отношение этой силы к величине поверхности стенок, т. е. сила, действующая на единицу поверхности, и есть давление газа на стенки сосуда. Значительные скорости перемещения частиц и весьма большая частота их ударов приводят к тому, что, несмотря на весьма незначительные размеры частиц, давление газа на стенки сосуда велико. [c.217]

Теория Аррениуса была разработана для бимолекулярных реакций в газовой фазе, но, как оказалось, ее можно применять для описания кинетики реакций в растворах. Молекулы растворителя, конечно, препятствуют столкновению молекул реагентов с такой же частотой, как в газе, зато после неудачного соударения частицы не расходятся далеко и могут сталкиваться повторно. Такие повторные соударения между молекулами уже могут быть эффективными. Некоторые реакции, как было показано, происходят с близкими скоростями как в газовой фазе, так и в растворе. [c.340]

АВС - фактор частоты тройных столкновений частиц А, В и С в газе [c.14]

Если плотности тока невелики, действием магнитного поля можно пренебречь. Если со V t, то за время одного периода поля можно пренебречь столкновениями электрона с частицами газа. На беспорядочное тепловое движение электрона будет накладываться колебательное движение под действием поля. Величина и направление поступательной составляющей скорости зависят от фазы переменного электрического поля в момент начала движения электрона. Если фаза поля или то электрон под действием поля совершает гармоническое колебание около некоторого положения равновесия. Составляющая скорости поступательного движения наибольшая при фазе поля, равной О или тг. Случай V t имеет место только при высоких частотах поля и низких давлениях газа. На поддержание разряда при этом затрачивается весьма малая энергия. [c.47]

Если 0J <С V t, ЧТО меет место для больших давлений газа и низких частот поля, то за время периода поля под действием большого числа столкновений электрона с частицами газа устанавливается дрейф электронов. Условия разряда приближаются к условиям, имеющим место на постоянном токе. Расход энергии на поддержание разряда очень велик. [c.47]

В теории столкновений скорость реакции вычисляют как произведение частоты столкновений, рассчитываемой из кинетической теории газов, и доли молекул, обладающих энергией выше энергии активации, Однако согласие с экспериментом получают только при введении дополнительного множителя, учитывающего вероятность благоприятной взаимной ориентации частиц при столкновении. [c.259]

Экспериментальные данные, приведенные в табл. 1-П, показывают, что при уменьшении объема газа наполовину давление повышается вдвое. Как это наблюдение связано с предположениями, лежащими в основе нашей модели Представим себе частицы кислорода, совершающие колебательное движение между стенками сосуда. Давление зависит от силы толчка, сообщаемого стенке при каждом столкновении, и от частоты столкновений. Если объем уменьшить вдвое, оставив число частиц неизменным, то число частиц в единице объема должно удвоиться. Поэтому частота столкновений со стенками увеличится в 2 раза, а это означает, что вдвое возрастет и давление. Итак, наша модель согласуется с наблюдением, что при уменьшении объема в 2 раза давление удваивается. [c.31]

Случай А. Давление газа настолько мало и частота переменного поля разряда настолько велика, что столкновениями электронов с частицами газа за время одного периода изменения поля можно пренебречь. Несложное рещение уравнения движения электрона показывает, что в этом случае движение электрона складывается из поступательного и колебательного движений, причём величина и направление скорости поступательной слагающей зависят от фазы со о переменного поля = оз1по) в момент начала движения свободного электрона. Интегрирование уравнения движения электрона для этого случая даёт [c.658]

Если на электрон действует электромагнитное поле, частота которого мала по сравнению с частотой столкновений электронов с тяжелыми частицами, то движение электронов во многих отношениях идентично движению в постоянном поле. Вызываемое полем движение электронов прерывается столкновениями, число которых велико в течение периода колебаний поля. С увеличением частоты электромагнитного поля или с уменьшением давления газа частота столкно- [c.105]

В этой главе основное внимание будет уделено реакциям фтора в плотной термической плазме. Термин плазма будет использован в широком смысле, чтобы включить в него не только газ, проводящий ток, но и тот же газ при выходе из зоны разряда, когда происходит уменьшение концентрации электронов до довольно низких величин, уже обычно не характерных для плазмы. Термин термическая плазма будет относиться к плазме, полученной при относительно высоком давлении (больше 50 мм рт. ст.), в которой столкновения частиц происходят с большой частотой. При таких условиях достигается локальное равновесие между колебательной, вращательной и поступательной температурами тяжелых частиц. Химический состав такой плазмы также приближается к термохимически равновесному составу. Термическая плазма характеризуется высокой температурой, высокой удельной энтальпией и большой светимостью. [c.182]

Таким образом, изменяя параметр Г5 от его минимального значения го до гь, осуществляется непрерывный переход от одного предельного случая к другому. Зависимость коэффициента трения у от точки переключения определяется формулой (2.53). Коэффициент трения выражается через частоты столкновений реагирующих частиц с термостатными и пропорционален плотности или давлению среды, в которой протекает реакция. Из рассмотренных предельных случаев видно, что для давлений газа или коэффициентов трения у<соо скорость диссоциации молекулы пропорциональна у, а для высоких давлений ее скорость падает с ростом у. Поэтому кривая зависимости скорости диссоциации от давления газа должна иметь максимум. Остановимся на определении давления газа или коэффициента трения уо, при котором скорость реакции максимальна. Исследование выражений (2.57) на экстремум из-за неявной зависимости Гв от у имеет громоздкий вид. Очевидно, что экстремум. достигается при Гв, расположенных вблизи вершины барьера потенциала, когда слагаемые знаменателя в формуле (2.57) сравниваются между собой [c.99]

Сложности теории испарения, конденсации и адсорбции связаны с определением значения коэффициента аккомодации [67]. Примеры попытор квантовомеханического расчёта этой величины имеются в литературе. Л. Д. Ландау считал существенным, что при столкновении частицы газа с поверхностью конденсированного тела частота столкновений по порядку величины обратна времени взаимодействия частицы с поверхностью. Так как частота соударения существенно меньше максимальных частот [c.45]

Частота столкновений ТР. частиц I равна среднему числу столкновений, испытываемых частицей / за единицу времени. В многокомпонентном газе частиц ,/ величина 2 равна [c.49]

Задача о частоте тройных столкновений, т. е. столкновений, в которых принимают участие одновременно три молекулы, требует предварительного определения длительности двойного столкновения. Дело в том, что если рассматривать молекулы как идеальные упругие шары, а именно из этого исходит элементарная кинетическая теория газов, то двойное столкновение мгновенно, и вероятность участия в нем еще и третьей частицы равна нулю. Задачу можно решить приближенно, если отка- [c.114]

Изучение частоты столкновений частиц лучше всего представлено в работе Марбла [121], в которой (в качестве необходимого упрощения) рассмотрены столкновения между частицами только двух размеров в ускоряющемся потоке газа. [c.64]

Полная частота столкновений частиц сорта со исоми частицами газа, очевидно, имеет вид [c.77]

Одно время полагали, что все бимолекулярные реакции в растворе идут таким образом, что соударения между частицами не могут быть эффективными вследствие частой инактивации молекулами растворителя. Однако опыты, описанные в гл. 4, показали, что в целом бимолекулярные реакции в растворах идут с такими же скоростями, что и соответствующие реакции в газах. Чтобы приспособить это уравнение для случая, когда надо учитывать влияние электрического поля на частоту столкновений, рассмотрим сначала столкновения всех молекул типа А с одной молекулой типа В. Отметим, что в условиях выполнимости распределения Больцмана концентрация ионов типа А на расстоянии г от центрального иона В не совпадает со средней их концентрацией сд, а равна сдехр (— гхг в кТ). Здесь -фв — электрический потенциал иона В на расстоянии г, и, согласно Дебаю и Хюккелю [c.167]

Многие газообразные примеси могут реагировать с аэрозольными частицами, например, аммиак с Н2504, па ры азотной кислоты с ЫаС1, озон с частицами органических веществ и т. д. Скорость реакции в газовой смеси будет определяться как скоростью диффузии газа к поверхности частицы, так и скоростью диффузии реагирующего газа к частице. Верхний предел скорости первичной реакции может быть рассчитан как частота столкновений молекул газа с частицей на единицу поверхности, полагая, что каждое столкновение приводит к взаимодействию. [c.269]

Лорентцевское уширение. Допплеровское уширение играет основную роль только в случае достаточно разреженных газов. При атмосферном давлении большое дополнительное влияние на уширение линий оказывают столкновения частиц (эффект Лорентца). В случае, когда преобладающими являются столкновения атомов с посторонними частицами, зависимость ky от частоты в пределах контура линии поглощения описывается соотношением [c.140]

Кинетику газофазных реакций как сферу исследований можно разделить сегодня на 2 большие области кинетику реакций в условиях сохранения максвелл-больцмановского равновесия (классическую химическую кинетику) и неравновесную химическую кинетику, которая изучает системы, где нарушено или постоянно нарушается максвелл-больцмано-вское равновесие. Для газа, находящегося в равновесных условиях, можно использовать такие понятия, как средняя скорость, доля молекул, обладающих запасом энергии болыие Е. Статистическая физика позволяет эти величины вычислить для конкретных условий, в результате чего классические теории позволяют описать химический процесс и вычислить такие характеристики реакции, как среднее число столкновений, стерический фактор, энтропию активации и т. д. Однако такие концепции и расчеты верны как модельные приближения только при условии сохранения равновесного распределения частиц по энергиям. Когда реакция протекает сравнительно медленно, а давление газа достаточно высоко для того, чтобы обеспечить необходимую частоту столкновений, принятое условие выполнимо. Измеренные на опыте в таких случаях константа скорости и энергия активации реакции являются средними величинами, однозначно связанными с максвелл-больцма-новским распределением в системе. [c.112]

Поскольку при применявшихся давлениях частота столкновений между частицами имеет порядок 10 в сек., можно сделать вывод, что при столкновении с молекулами водорода или азота свободный метил не выводится немедленно из строя. Более поздние эксперименты показали, что носителями активных алкильных радикалов могут служить также многие другие газы, например, аргон, гелий, углекислота и даже пары воды I M. стр. 102). Но средняя продолжительность жизни метильног ) радикала должна в некоторой степени зав исеть от диаметр. реакционного сосуда, температуры и природы газа-носителя -. Можно сделать вывод, что в условиях опытов, первоначально проведенных Панетом, большинство процессов вывода метильных радикалов из строя было вызвано их рекомбинацией в этан на стенках сосуда. Удалось подсчитать, что в холодных стеклянных или кварцевых трубках метильные радикалы претерпевают в среднем 1000 столкновений со стенками трубки до того, как произойдет рекомбинация. При 500° С, с использованием гелия в качестве носителя, активность теряется только примерно прп одном из 10 000 столкновений со стенкой. Каждое столкновение метильного радикала с поверхностью свинца или сурьмы нри-1ЮДИТ, повидимому, к химическому соединению. В отличие от атомарного водорода (стр. 95) метильные радикалы не рекомбинируются каталитически на поверхностях платины, желез ,, меди или никеля, поскольку проволочки из этих металлов, по мощенные в струе газа около источника свободных радикалов, не нагреваются. Быстрые реакции происходят, однако, с щелочными металлами — литием, натрием и калием, а также с 1сталличсскими таллием, оловом, мышьяком и висмутом, для которых хорошо известны стабильные металлоорганические [c.142]

НИХ могут быть выбраны произвольно. Как только такой выбор сделан, третий параметр определяется из (5.20). Другими словами, мы вправе рассмотреть предельный случай, когда в уравнении (5.19) Z->0 и С = onst. Это будет предельный случай малой средней длины свободного пробега или, что то же (из (5.20)), высокой частоты столкновений. Он также называется гидродина-лшческим пределом, (Противоположный экстремальный случай описывается газом Кнудсена, в котором частицы сталкиваются со стенками значительно чаще, чем друг с другом.) [c.273]

С понил ением давления до — 0,1 атм газоразрядная плазма становится неравновесной в связи с уменьшением частоты столкновений и затрудненностью обмена энергией между электронами и тяжелыми частицами из-за соотношения масс. Эта неравновесность может проявляться в значительном превышении средней энергии электронов над средней энергией тяжелых частиц, в неравновесной функции распределения электронов, в значительно превышаюш,ей равновесную (отнесенную к температуре газа) степень иони-зации. Эти факторы приводят к большим концентрациям возбужденных частиц в связи с относительно большими сечениями процессов возбуждения под действием электронного удара [1, 20, 231]. [c.223]

Рассмотрим реакции, протекающие в плотных газах или жид-костях, когда коэффициент трения или частота столкновений реагирующих частиц с TqjMo raTHHMH существенно превышают юо. В этом случае на фазовой плоскости отсутствуют замкнутые траектории и, как было показано в предыдущем разделе, функция распределения подчиняется уравнению (2.22). В данном разделе будут определены скорости реакций диссоциации и рекомбинации в молекулу с помощью разработанного в первой главе аппарата построения неравновесных решений уравнения ФП /22/. [c.86]

Интересно, что все функции В, А яВ обратно пропорциональны транспортному сечению Q, Все ведут себя примерно одинаково (см. фиг. 9.4) это означает, что возмущение ф функции распределения также обратно пропорционально сечению рассеяния или частоте столкновений. В случае газа Лоренца причина этого явления вполне ясная. В равновесном состоянии частота рассеяния частиц в заданный интервал значений скоростей равна частоте рассеяния частиц из этого интервала (принцип детального баланса) и обе они пропорциональны частоте столкновений. Возмущение, обусловленное градиентом температуры, равно /м(тС72А Т—- )С-71п Г и не пропорционально частоте [c.197]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология