Дисперсия звука

Здесь же следует упомянуть и о применении дисперсии звука для исследования скоростей обратимых реакций в системах с динамическим равновесием. Если звуковая волна с частотой V проходит сквозь равновесную систему, то при частоте, соответствующей частоте одной из происходящих в системе реакций, будет наблюдаться аномально большая дисперсия звуковой энергии. [c.64]

Дисперсионное уравнение [ ]. Представляют интерес гармонические по времени решения уравнения (103), так как они характери.зуют дисперсию звука, обусловленную конечными скоростями химических реакций. Предположим, что гармонические колебания поршня относительно плоскости. с = О (рис. 6) генерируют звуковые волны в газе, занимающем область а 0. Скорость поршня монгет быть определена как действительная часть выражения [c.129]

Эти эффекты встречаются для всех видов излучения, включая поглощение и дисперсию звука. Поскольку гл. 16 посвящена методам ядерного магнитного резонанса и электронного парамагнитного резонанса, можно отметить, что в этих случаях явления поглощения и дисперсии аналогичны тем, которые обсуждались выше. С точки зрения классической физики эти явления объясняются уменьшением амплитуды колебаний гармонических осцилляторов. Когда атомные или молекулярные осцилляторы начинают двигаться под действием световой волны, они поглощают, и поглощение имеет максимум при резонансной частоте. Поскольку осциллирующие электроны излучают свет, взаимодействие рассеянного света с падающим излучением приводит к дисперсии. [c.484]

Рис. 7.2. Дисперсия звука в аргоне [Ор — скорость звука при низких (звуковых) частотах] [10].

Рис. 7.5. Дисперсия звука в водороде при / = 200 кгц [10].

Рис. 7.3. Дисперсия звука в.воздухе [10].

Возбуждение колебаний за счет энергии относительного движения сталкивающихся молекул и обратный процесс рассеяния колебательной энергии вследствие малой вероятности обмена поступательной и колебательной энергии находят отражение в дисперсии и поглощении ультразвука. Как это следует из теории Эйнштейна распространения звука в многоатомных газах [735], при достаточно больших частотах звука, когда время релаксации становится больше периода акустических колебаний, состояние газа в момент прохождения звука отклоняется от равновесного. Результатом этого является дисперсия звука, выражающаяся в зависимости скорости распространения звуковых колебаний от частоты, а также аномальное поглощение звука газом, отличающееся от обычного (классического) как своей величиной, превышая последнее в 10—100 раз, так и иной зависимостью коэффициента поглощения от частоты-звука. [c.177]

При этом скорость распространения сдвиговых волн не зависит от этих размеров. При распространении продольной волны вдоль стержня развиваются деформации у стенок стержня, поэтому скорость упругой волны несколько занижена. В безграничной среде таких деформаций не наблюдается, отсюда незначительное превышение скорости продольной упругой волны. Необходимо отметить, что с изменением частоты в стержне будет иметь место дисперсия звука, которую правильнее назвать геометрической дисперсией , так как она обусловлена не внутренним строением, а геометрическими размерами. Обычно геометрическую дисперсию используют для определения коэффициента Пуассона. Решив совместно выражения для скорости распространения упругих волн в монолите и стержне, получим [c.144]

Различные мнения высказывались относительно того, следует ли плотность газообразных продуктов горения вычислять без учета дисперсии звука, связанной с установлением химического равновесия, или принимать во внимание нри расчете скорости это равновесие [40, 41]. [c.570]

Величина т связана с вероятностью превращения поступательной энергии в колебательную при соударении, которая может быть определена из измерений дисперсии звука в газе. Изменение во времени числа колеблющихся молекул равно [c.60]

Следует подчеркнуть, что при повышении температуры (выше комнатной) вероятность передачи колебательных квантов при соударениях молекул увеличивается. На это указывают экспериментальные данные по измерению дисперсии звука в газах при различных температурах [71. Как в одном газе, так и в смесях различных газов (С1.2, СОз, СО-2 -Ь Н.2О, С1.2 -г СО и др.) наблюдалось значительное увеличение вероятности передачи колебательного кванта (1 п) с температурой. Так, в СОа она возрастает примерно в 6 раз при увеличении температуры от 20 до 400 °С. Теоретическое рассмотрение этого процесса также приводит к зависимости вероятности передачи колебательного кванта от температуры, которая имеет, по-видимому, экспоненциальную форму. [c.62]

Величина т связана с вероятностью превращения поступательной энергии в колебательную при соударении, которая может быть определена из измерений дисперсии звука в газе. [c.70]

Частота асимметричного ва.лентного колебания Vз столь велика, что его доля в теплоемкости при комнатной температуре очень мала, и поэтому оно не участвует в поглощении и дисперсии звука. Время дезактивации при столкновении для такого колебания должно быть больше, чем для поперечного колебания. [c.207]

Относительная эффективность газов в переносе энергии, полученная на основании данных о дисперсии звука [c.285]

Хотя инертные газы и здесь относительно неэффективны, влияние гелия в некоторых случаях больше, чем можно было ожидать. Тем не менее, если между добавляемым газом и тем газом, в котором измеряется скорость звука, имеется заметное взаимодействие, то эффек тивность добавленного газа будет относительно -высокой. Следует отметить, что некоторое расхождение между результатами, полученными из данных о дисперсии звука и из данных о скоростях хими- [c.285]

В последнее время была проведена большая экспериментальная работа по вопросам обмена энергией между молекулами (например, переход поступательной энергии в колебательную при столкновениях) и внутримолекулярного колебательно-колебательного обмена. Использовавшиеся экспериментальные методы широко варьировались от спектроскопических методов [3] до применения молекулярных пучков [4] и экспериментов по дисперсии звука [5]. Хотя эти эксперименты и представляют интерес для мономолекулярных реакций и часть соответствующих результатов будет приведена позднее, в рамках этой книги невозможно дать обзор всех используемых экспериментальных методов. Эти вопросы рассмотрены в книге Стивенса [6]. Однако образование колебательно возбужденных молекул при химической активации стало особенно важным в последние годы обзор по этой теме дан в гл. 8. [c.12]

В метиловой спирте при 20° С дисперсия звука при частоте З-Ю гц, согласно [117, 118], практически не наблюдается. В октиловом спирте, согласно [116] дисперсия звука при 20° С мала. Это дает основание предполагать, что в этиловом спирте при 20° С может быть лишь очень небольшая дисперсия звука, [c.36]

Дисперсия звука приводит к уменьшению 3/ на величину Ap [c.37]

Измерения велись на частотах 200 и 800 гц. При температуре, соответствующей максимуму скорости, с целью обнаружения дисперсии звука измерения проводились также на частотах от 100 до 10 000 гц. Однако никаких признаков дисперсии обнаружено не было. [c.510]

Допущение, что скорость дезактивации не зависит от внутренней энергии, является до некоторой степени грубым. Имеется экспериментальное доказательство, что скорость потери колебательной энергии молекулой Ij при столкновении примерно в 100 раз больше для высоко возбужденных состояний, чем для более низких энергетических состояний. Ельяшевич [4], Мотт и Массей [5] сделали приближенные квантовомеханические расчеты, которые указывают, что при соударении с атомом потеря или приобретение кванта колебательной энергии гармоническим осциллятором пропорциональна энергии осциллятора. Другая работа по этой проблеме заключалась в экспериментальном изучении дисперсии звука в газах. Эти измерения показали [6], что для самых низких вибрационных состояний величина Хо равна около 10 , но может сильно варьировать от газа к газу и сильно зависит от химической природы соударяющихся газов. [c.210]

Дисперсия звука вызывается различными причинами, наиболее важными из них являются релаксация, вязкость и избирательный резонанс. В газах дисперсия вызывается в основном релаксационными явлениями. При достаточно низких частотах изохорическая теплоемкость газа принимает значение, равное сумме молекулярных теплоемкостей, учитывающих внешние и внутренние степени свободы газа. В соответствии с выводами релаксационной теории (Кнезер, Л.И.Мандельштам, М.А.Леонтович и др. [19]) скорость звука зависит от времени релаксации молекул. [c.32]

Нетрудно, однако, видеть, что гипотеза Патата и Бартоломе находится в явном противоречии с экспериментальными данными, как и с теорией неупругих соударений. Действительно, как видно из табл. 35, 25 и 26, эффективность одноатомных газов по отношению к дезактивации активных молекул или стабилизации квазимолекул максимум иа один порядок меньше эффективности двухатомных и некоторых многоатомных газов, а в некоторых случаях даже несколько превышает эффективность последних. Так как, одиако, в тех случаях, когда дезактивирующей частицей является атом, передача колебательного кванта без превращения его в поступательную энергию исключается, большая эффективность атомов (сравнимая с эффективностью молекул) с точки зрения гипотезы Патата и Бартоломе остается совершенно не объяснимой. Добавим, что с этой точки зреггия необъяснима также ббльшая эффективность водорода и окиси углерода по сравнению с хлором (в 40 и 150 раз, табл. 30), наблюдаемая в опытах по дисперсии звука в смесях этих газов с хлором, или большая активность тех же газов по сравнению с кислородом (в 25 и в 65 раз, табл. 30) так как величина колебательного кванта молекул Нг (11,85 ккал) и СО (6,13 ккал) больше колебательного кванта как молекулы хлора (1,60 ккал), так и молекулы кислорода (4,64 ккал), то и Нз и СО в смесях с хлором и с кислородом в отношении обмена колебательной энергии должны вести себя, как одноатомные газы. [c.342]

Дисперсия звука в Н ИД1 0стях в диапазоне ультразвуковых частот обычно весьма мала. Например, для уксусной кислоты она составляет 0,5 6, для сероуглерода 1,4%, для этилацетата 0,06% и т. д. Для воды же дисперсия вплоть до гиперзву1 овых частот не наблюдается. [c.28]

Для одноатомного газа теплоемкость связана только с поступательной энергией, и поэтому V не зависит от частоты звуковых колебаний (за исключением сверхвысоких частот, когда проявляется классическая вязкотермическая дисперсия звука). [c.217]

Имеется большое число измерений по дисперсии звука в углекислом газе. Результаты различных авторов заметно отличаются друг от друга из-за очень большого влияния влаги и других загрязнений, уменьшающих время релаксации. Соответствующие примеры были уже призвука соответствует задержке при переходе энергии в энергию поперечных колебаншт V2 и при обратном преобразовании ее. Для чистого СО2 значение периода релаксации при комнатной температуре равно примерно 5 10 сек. [c.206]

Перенос энергии при столкновениях молекул играет роль также в явлениях, связанных с влиянием посторонних газов на дисперсию звука высокой частоты. Скорость звука зависит от частоты вследствие того, что обмен энергией между внешними (поступательными) и внутренними (колебательными) степенями свободы происходит медлешю. Уменьшение дисперсии скорости звука под влиянием постороннего газа рассматривается поэтому как мера эффективности этого газа в переносе энергии. В табл. 29 приведены некоторые экспериментальные данные о такой эффективности [8 ]. [c.285]

По данным [119], дисперсия звука в Н-С7Н16 отсутствует. Согласно [119] время акустической релаксации н-гексана должно быть того же порядка, что и н-гептана. Поэтому для н-гексапа р (90) == [c.36]

Из измерений дисперсии звука в газах можно оценип вероятности дезактивации колебаний при столкновениях они изменяются в пределах от 10 до 10 4, См,, нанример, [13], [c.153]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология