Диссоциация двухатомных газов

Следует отметить, что часто проводимое в литературе сравнение удельного массового теплосодержания плазмы разного состава не позволяет делать количественных выводов. Сравнение нужно проводить по мольному или объемному теплосодержанию, так как расход плазмообразующих газов измеряется, как правило, в единицах объема. Следует также учитывать изменение молекулярной массы при диссоциации двухатомных газов и ионизации. [c.105]

Влияние давления на равновесие обратимых реакций можно иллюстрировать на примере диссоциации двухатомных газов при высокой температуре [c.275]

Диссоциация двухатомных газов. Для решения ряда важных технических задач представляет особый интерес изучение термодинамических свойств диссоциирующих двухатомных газов (таких, в частности, как водород, кислород, азот и др.). При невысоких давлениях компоненты смеси (одноатомный и двухатомный газы) могут рассматриваться как идеальные газы. Константа равновесия реакции диссоциации, уже рассмотренной нами выше, определяется уравнением (15-49). Это уравнение может быть переписано в виде [c.489]

Диссоциация двухатомных газов в зоне сварки имеет большое значение, поскольку [c.228]

Рнс. 1.6.1. Зависимость степени диссоциации двухатомного газа о плотности и температуры [c.60]

Таблица 2 Энергия диссоциации двухатомных газов 183

Имеется отличие в процессе образования плазмы двух- и одноатомного газов. Ионизация двухатомного газа происходит после диссоциации его молекул, например водород диссоциирует на 90% при 4700 К, а азот — при 9000 К (см. рис. 2.60). Их энтальпия при указанных температурах примерно соответствует теплосодержанию аргона при 14 ООО К, а гелия — при 20 ООО К-Таким образом, крутой подъем кривой АН - = f T) в области диссоциации позволяет плазме содержать большие количества теплоты при сравнительно низких температурах. [c.105]

При очень больших скоростях потока и при высоких температурах в аэродинамике имеют дело со смесью газов. Например, воздух при температурах до 500 К остается совершенным двухатомным газом, имеющим постоянный молекулярный вес т fn 29 и показатель адиабаты у = 1,405. При дальнейшем росте температуры увеличивается теплоемкость воздуха, что объясняется возбуждением внутренних степеней свободы в молекулах воздуха. Затем с ростом температуры происходит диссоциация воздуха (молекулы распадаются на атомы) при температурах свыше 2000 К распадается молекулярный кислород, при 4000 К и выше существенным становится разложение азота. В диапазоне температур 7000... 10 ООО К начинается процесс ионизации атомов с образованием свободных электронов. Указанные процессы являются весьма энергоемкими, и это обстоятельство необходимо учитывать при расчете течений. Если скорость химических превращений в газовой смеси велика по сравнению со скоростями газодинамических процессов, то смесь находится в химическом равновесии. В этом случае, как уже отмечалось, вместо уравнений переноса i-то компонента следует рассматривать законы действующих масс в виде (1.26). [c.29]

Для воздуха, рассматриваемого в виде смеси диссоциирующих чистых двухатомных газов N3 и О2, известны давление р 10 Па и температура Т = = 4500 К- Определите степень диссоциации и термодинамические параметры разогретого воздуха. [c.17]

Определим теперь степень равновесной диссоциации и соответствующие параметры, характеризующие равновесное состояние газа. Для этого применим зависимости, полученные для модели возду.ха в виде смеси двухатомных газов. [c.135]

Заданы газовая постоянная — 300 Дж/(кг-К) и расход продуктов сгорания Мт = 18 кг/с, а также значения параметров в начальном сечении pi, и противодавления р2- При рассмотрении продуктов сгорания как двухатомного газа расчеты показывают, что скорость его истечения и критическая скорость достигают 2000 и 1000 м/с соответственно, а диаметр критического сечения должен быть равен ПО мм. Рассчитать сопло Лаваля при тех же исходных данных, но принимая, что fe = 1,2 вследствие высокой температуры газа и его диссоциации. Угол конусности считать равным 2у = 12°. [c.97]

Бинарный цикл с плазменным генератором. Как известно, газы при умеренных температурах не проводят электрического тока, т. е. они не электропроводны, так как в этих состояниях в газе отсутствуют свободные носители электрического заряда. Однако с повышением температуры эти свойства газа изменяются и тем сильнее, чем выше температура. Так, при температурах 1 000° С и выше (в зависимости от рода газа) внутримолекулярные связи нарушаются — начинается распад молекул на атомы и радикалы (например, ОН) — это явление называется диссоциацией газа. При дальнейшем повышении температуры газа (свыше 4 000° С) начинается отрыв электронов от своих ядер — сначала электронов, которые вращаются на внешних орбитах. В этих условиях, например, двухатомный газ превращается в смесь, состоящую из еще уцелев- [c.195]

При поглощении или испускании электромагнитных волн газом изменение энергетического уровня молекулы может осуществляться различными путями. Одним из них является изменение электронного, колебательного или вращательного состояний молекулы. При этом энергетические переходы у одноатомных газов обусловлены изменением только электронных состояний и сопровождаются высокочастотным излучением. Как показывает опыт, симметричные молекулы двух атомных газов О2, N2, Н2 не могут заметно поглощать и испускать энергию путем изменения колебательно-вращательных состояний. Практически одно-и двухатомные газы при низких и умеренных температурах не излучают и не поглощают энергию и в этих условиях могут считаться прозрачными (О = 0). Однако при температуре, превышающей 5000 — 8000 К, эти газы начинают заметно излучать и поглощать энергию. Это связано с возможностью электронных переходов при высоких температурах, явлением ионизации, а также образованием несимметричных молекул вследствие диссоциации. Например, диссоциация симметричных молекул О2 и N2 приводит к образованию несимметричных молекул. [c.130]

Однако это согласие с опытом является лишь иллюзорным, фактически существует разительное противоречие между предсказаниями классической теории и результатами измерений. Дело в том, что атомы отнюдь не являются материальными точками с тремя степенями свободы, а состоят из ядра, построенного из нуклонов, и электронной оболочки. Поэтому фактическое число степеней свободы атома равно 3(2 + А) (Z — порядковый номер и А — число нуклонов в ядре). Однако измеренная теплоемкость одноатомных газов близка к (3/2) NJ. Это свидетельствует лишь о том, что в противоречии с законами классической физики электронные и внутриядерные степени свободы не вносят свой вклад в теплоемкость, являются замороженными . С аналогичной ситуацией мы сталкиваемся и в случае многоатомных газов. Например, для двухатомных газов, если игнорировать электронные и внутриядерные степени свободы, закон равнораспределения предсказывает значение Сг, одинаковое для всех газов и равное (7/2) NJ, откуда Ср = (9/2) и у = 9/7. На опыте же оказывается, что при умеренных температурах для всех двухатомных газов Ср = (5/2) NA, Ср = = (7/2) NA и у = 7 / 5. С понижением температуры Ср уменьшается и для Н2 и 02 достигает значения (3/2) NA. Для остальных газов это значение не достигается, так как еще до этого происходит сжижение. Наоборот, с повышением температуры теплоемкость увеличивается, однако теоретическое значение теплоемкости Ср = (7/2) не достигается, так как наступает диссоциация молекул газа на атомы. [c.213]

Водород — двухатомный газ, обладает высокой напряженностью поля дугового столба (значительно большей, чем у аргона). Следовательно, при одинаковом токе в водородной плазме выделится на 1 см столба дуги тепла больше, чем в аргоновой. Диссоциация и ионизация водорода проис- [c.46]

Здесь Е — внутренняя энергия, складывающаяся в случае многоатомного газа из энергии поступательного Е , вращательного в и колебательного Ек движений молекул (предполагается, что нет процессов диссоциации, ионизации и др.). В газовой динамике предполагают, что газ совершенный, а теплоемкость обычно считают постоянной, что справедливо в определенном диапазоне температур, когда можно не учитывать колебательную энергию. В этом случае для двухатомных газов (воздух обычно рассматривают как смесь кислорода и азота) Е = Е + Е = [c.114]

В случае использования для образования плазмы двухатомного газа в холодной зоне плазменной дуги, помимо энергии ионизации, выделяется энергия диссоциации, что ведет к увеличению размеров дуги. Это в свою очередь обусловливает увеличение пути и, следовательно, времени нахождения напыляемой частицы в потоке и обеспечивает ее расплавление при меньшей температуре потока. Вследствие выделения энергии диссоциации при использовании двухатомного газа возрастает и количество тепла, передаваемого поверхности обрабатываемого изделия. Поэтому если желателен минимальный нагрев поверхности, необходимо использовать одноатомные газы, скажем аргон, или смеси на их основе. [c.120]

Процесс образования плазмы двухатомного газа отличается от процесса образования плазмы одноатомного газа. Отличие заключается в том, что ионизация атомов двухатомного газа наступает после диссоциации его молекул. Водород диссоциирует на 90% при температуре 4700° К, а азот при температуре около 9000° К (рис. 16). Различие вызвано разной энергией диссоциации этих газов. Другим важнейшим отличием одноатомных и двухатомных газов является разное теплосодержание и температура образуемой ими плазмы. На рис. 17 можно видеть, что при температуре 8000° К азот обладает в пять раз большим теплосодержанием, чем аргон. Это объясняется тем, что энергия, приобретаемая одноатомными газами в столбе дуги, определяется теплоемкостью и энергией ионизации, тогда как у двухатомных, помимо этого, большое количество приобретенной энергии обусловлено еще и диссоциацией молекул на атомы. В холодной зоне в результате рекомбинации ионов и электронов в одноатомный газ происходит выделение энергии, затраченной прежде на ионизацию. При использовании для образования плазмы двухатомного [c.20]

Таким образом, отношение теплоемкостей у двухатомных газов при нормальной температуре с большой точностью равно 7/5 ро-степенно уменьшаясь с ростом температуры, лишь при температуре в несколько тысяч градусов (меньшей, чем температура, при которой существенную роль начинает играть диссоциация) приближается к значению 9/7, следующему из классической теории. [c.23]

Вывести формулу для расчета степени диссоциации газа Через константу равновесия для реакции диссоциации, происходящей по схеме Х2 2Х1 (диссоциация по такой схеме происходит, например, в парах щелочных металлов). При выводе формулы считать, что одноатомный и двухатомный газы являются идеальными. [c.170]

И наконец, так как было принято, что ионизация (или диссоциация в случае двухатомных газов) в зоне 2 не происходит, т. 0. = 1, из уравнения состояния получаем соотношение [c.474]

Под действием электрической дуги атомы одноатомных газов, например аргона, ионизируются, т. е. разделяются на электроны и положительно заряженные ядра. Молекулы двухатомных газов (азота, водорода) предварительно диссоциируют на отдельные атомы. Одновременно с ионизацией и диссоциацией в плазме происходят обратные процессы, при которых освобождается тепловая и световая энергия. [c.52]

Рассмотрим диссоциацию и однократную ионизацию двухатомного газа. [c.79]

При сварке в аргоне и гелии отмечается очень хорошая устойчивость дугового разряда, чему в значительной степени способствует отсутствие затрат энергии на диссоциацию двухатомных молекул на атомы — так как аргон и гелий является одноатомными газами. [c.366]

Диссоциацию простых двухатомных газов — водорода, кислорода и азота — можно выразить следующими уравнениями [c.227]

Рациональное распределение энергии достигается при использовании двухатомных газов. Заполняя столб дуги в формирующем наконечнике, двухатомные газы нагреваются, диссоциируют и затем ионизируются, поглощая при этом большие количества теплоты. Диссоциация азота в дуге происходит по уравнению [c.68]

Чтобы заменить дефицитный газ аргон, используемый только для возбуждения вспомогательной дуги, была предпринята попытка зажечь вспомогательную дугу в среде азота вместо аргона. Азот—двухатомный газ, и хотя он имеет потенциал ионизации, равный 15,1 (практически близкий потенциалу ионизации аргона — 15,4), требуются дополнительные затраты электроэнергии на его диссоциацию. Для этой цели было изготовлено водоохлаждаемое балластное сопротивление, состоящее из трех отдельных секций по 2,35 ом каждая. [c.22]

В зависимости от металла в качестве плазмообразующих газов можно использовать азот, водород, аргоно-водородные, аргоноазотные, азотно-водородные смеси. Использование для резки двухатомных газов (Нг, N2) энергетически более выгодно. Двухатомный газ поглощает при диссоциации в плазмотроне тепло, которое переносится и выделяется на поверхности реза, где происходит объединение свободных атомов в молекулы. При использовании электродов из циркониевых и гафниевых сплавов в качестве плазмообразующего газа при резке можно использовать воздух. [c.93]

Для двухатомного газа, в котором диссоциация происходит по уравнению А2 2А, степень диссоциации а = пЛпа + 2/1 2)- где — число атомов, [c.34]

В целях упрощения аэродинамических исследований иногда используют модель воздуха, представляющего собой двухатомный газ, состоящий из смеси кислорода и азота в соответствии с их массовым составом. Такая смесь рассматривается как один совершенный газ, если компоненты между собой не реагируют. Однако при высоких температурах необходимо учитывать, что смесь этих газов оказывается химически реагирующей, так как двухатомные газы начинают диссоциировать, а образующиеся при этом атомы участвуют в рекомбинации. Предполагается, что диссоциация равновесна. Это означает, что в химической реакции, определемой [c.37]

В обычных условиях А.— двухатомный газ. хМоле-кула N2 диамагнитна. Площадь, занимаемая ею при адсорбции на поверхности твердых тел, принята равной 0,162 нм . Энергия диссоциации молекулы велика и составляет при О К 941,6 0,й кДж/ыоль. [c.32]

Для цветных металлов, и в первую очередь алюминия, плазменная резка - один из лучших способов. Металл малой толщины и неэлектропроводные материалы можно резать сжатой дугой косвенного действия (см. рис. 113, б) - плазменной струей. Однако сжатая дуга прямого действия (плазменная дуга) эффективнее во всех случаях. В качестве плазмообразующих газов при резке используют азот, водород, азотоаргоновую, азотоводородную, азотокислородную, аргоноводородную смеси, сжатый воздух. Двухатомные газы (Из, N2) предпочтительны, так как при диссоциации (разложении) в плазмотроне они поглощают теплоту, которую затем отдают у поверхности реза, ассоциируя там в молекулы. Газовые смеси, содержащие кислород, используют преимущественно для резки черных металлов, а неактивные газы и их смеси - при резке цветных металлов и их сплавов. [c.312]

Кинетика газовьщеления, в зависимости от механизма процесса, может подчиняться кинетическим законам различного порядка. В частности, если адсорбция молекул не сопровождается диссоциацией, то процесс их десорбции с однородной поверхности обычно согласуется с кинетическим уравнением первого порядка. Первый порядок следует также ожидать при газовьщелении из пористого сорбента, если лимитирующей стадией процесса является диффузия газа через систему капилляров в нем. При диссоциативной адсорбции двухатомных газов десорбция обычно протекает согласно кинетическому закону второго порядка. В случае кислорода первый порядок при десорбции может иметь место, если химическая адсорбция осуществляется в виде частиц О , а второй порядок — если кислород адсорбируется в виде атомов О или ионов От [c.469]

Объем продуктов горения в результате диссоциации СОа и Н2О возрастает, однако теплосодержание продуктов горения, не диссоциированных и частично диссоциированных, при той же температуре практически почти не меняется вследствие более высокой объемной темплоемкости исходных трехатомных газов СО2 и Н2О по сравнению с теплоемкостями образующихся двухатомных газов. Так, объемная теплоемкость СО2 от [c.103]

Для получения высоких температур столба дуги необходимо, стремиться к возможно большей степени ионизации газов. Характер ионизации плазмообразующей среды весьма существенное влияние оказывает на объемное теплосодержание (энтальпию) плазмы. Имеется отличие в процессе образования плазмы двух- и одноатомного газов. Ионизация двухатомного газа происходит после диссоциации его молекул, поэтому при исполь-зоваиии таких газов в плазме содержится большее количество энергии при сравнительно низких температурах диссоциации и ионизации (рис. 2.8). [c.44]

Если, например, скорость окисления связана с диссоциацией агрессивного двухатомного газа, то надо полагать, что скорость окисления должна быть пропорциональна корню квадратно.му из величины давления газа. Подобным примером может служить взаимодействие никеля с газообразной серой 5г. По наблюдениям Хауффе и Рамеля [233], в интервале давления от 0,01 до 0,5 мм рт. ст. константа линейной скорости пропорциональна корню квадратному из давления газообразной серы. Как установили Каугилл и Стрингер [234], скорость окисления тантала в атмосфере кислорода при температурах от 600 до 900° С и давлении кислорода от 1 до 400 мм рт. ст. пропорциональна корню квадратному из величины давления кислорода. [c.75]

При использовании элегаза в конденсаторах нужно учесть, что низкое значение диэлектрической проницаемости и сравнительно большие зазоры между электродами снижают величину удельной емкости. С другой стороны, высокое сопротивление и очень малый угол потерь, независимость е от частоты и малая зависимость е от температуры, отсутствие явления абсорбции являются благоприятными факторами для использования газов в конденсаторах. В итоге элегаз применяется в основном в образцовых конденсаторах на напряжение до 500 кВ и редко в контурных. Общим недостатком всех устройств со сжатыми газами является необходимость поддержания давления при помощи специальных установок. Элегаз оказался наиболее пригодным газом для высоковольтных выключателей, так как обладает высокими дугогасящими свойствами. Последние обусловлены тем, что при температуре около 1 ООО К в нем начинается диссоциация на одно- и двухатомные газы, протекающая особенно интенсивно при 2 ООО К. Ряд зарубежных фирм в последнее десятилетие выпускает элегазовые выключатели на напряжения до 765 кВ. [c.92]

Имеется отличие в процессе образования плазмы двух- и одноатомного газов. Ионизация двухатомного газа происходит после диссоциации его молекул, например, водород диссоциирует на 90% при 4700° К, а азот — при Рис. 4.47. Вольтамперные характеристи- 90ОО° К (см. рис. 4.45). ки плазменной дуги в разных газах Причем их теплосодержа- [c.146]

Соответственно, чем значительней степень диссоциаций продуктов реакции, тем больше затрачивается тепла на их распад и более низкими окажутся конечные температуры пламени. Значения степени диссоциации различных соединений двухатомных газов в завнсн-мости от температуры показаны на рис. 111.3. [c.91]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...