ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Ионизация и электронное возбуждение из "Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений " Так же как и диссоциация молекул, ионизация атомов (и молекул) начинается при значениях кТ намного меньших, чем потенциал ионизации I. Причина этого та же, что и в случае диссоциации статистический вес свободного состояния электрона очень велик. [c.166] Потенциалы первой ионизации большинства атомов и молекул меняются от 7 до 15 эв (I к 80 ООО — 170 000° К) ). Исключение составляют главным образом атомы 1целочных металлов с очень низкими потенциалами ионизации. Ионизация начинается обычно при температурах порядка нескольких или десятка тысяч градусов тем раньше, чем ниже потенциал ионизации и чем разреженнее газ. [c.166] В газе из более тяжелых атомов после первой ионизации начинается вторая, затем третья и т. д. Обычно следующая ионизация начинается еще до полного окончания предыдущей, так что при температурах выше нескольких десятков тысяч градусов в газе присутствуют ионы нескольких зарядов, а если газ состоит из смеси нескольких элементов, то присутствуют ионы нескольких зарядов каждого элемента. [c.166] Как и при диссоциации молекул, внутренняя энергия ионизованного газа складывается из энергии теплового движения частиц (атомо ионов, электронов) и потенциальной энергии, равной затратам на отрыв электронов от атомов и ионов. Кроме того, в области ионизации некоторую роль может играть энергия электронного возбуждения атомов и ионов. [c.166] Уравнения (3.45), (3 7), (3.38) образуют замкнутую систему нелинейных алгебраических уравнений для определения концентраций ионов и электронов в зависимости от температуры и плотности газа. [c.168] Обычно существует некоторый диапазон температур в районе 8000 — 30 000° К, в котором существенна только первая ионизация, а вторая еще не начинается (потенциал второй ионизации примерно вдвое больше потенциала первой). В этом диапазоне уравнения упрощаются, так как из всех уравнений (3.45) остается только одно с то = 0. Замечая, что в области первой ионизации а1 = ае = 1-—Сд и опуская индексы у и потенциала ионизации, получим формулу для степени ионизации а = 01 = йе. [c.168] При точных расчетах обычно принимают во внимание первые 5— 10 уровней в ионах и атомах, причем энергии и статистические веса их берут из соответствуюш,их таблиц [7]. Имеются также таблицы потенциалов последовательных ионизаций различных атомов [8]. [c.169] Наиболее просты расчеты в области первой ионизации, где степень ионизации можно вычислять просто по формуле (3.46). Начинающаяся ионизация дает значительный вклад в теплоемкость и энергию газа и учет ее совершенно необходим нри вычислении термодинамических функций. [c.169] ПЛОТНОСТЬ воздуха). Как меняется ионизационный состав и степень ионизации с изменением температуры, а также как влияет ионизация на термодинамические функции, можно видеть из таблиц 3.2 и 3.3 для воздуха, основанных на расчетах В. В. Селиванова и И. Я. Шдяпинтоха ). [c.170] Только что вышли из печати подробнейшие таблицы термодинамических функций воздуха, составленные Н. М. Кузнецовым в диапазоне температур до 3.10 ° и плотностей от 30 до 10 ро [35]. Там гке приведены таблицы ионизационного состава. [c.170] О—нейтральные атомы, 1+—однократно ионизованные и т. д. е—электроны N и О—ионы азота и кислорода. [c.170] При очень высоких температурах ) (или очень низких плотностях) энергия и давление теплового излучения могут оказаться сравнимыми с энергией и давлением веш ества. В условиях, когда излучение находится в термодинамическом равновесии с веществом (выполняется ли это условие или нет, необходимо специально проверять в каждом конкретном случае см. гл. II), энергию и давление излучения следует просто добавить к энергии и давлению газа. [c.170] В работе [4] термодинамические функции воздуха рассчитывались с учетом равновесного излучения. [c.171] Вернуться к основной статье