Плазма термодинамически равновесная

Рассмотрим термодинамически равновесную плазму, состоящую из двух сортов противоположно заряженных частиц (е и —е). Вследствие дальнодействия кулоновских сил даже при умеренной степени ионизации а газа взаимодействие между его заряженными компонентами преобладает над взаимодействием с нейтральными частицами, поэтому во многих случаях плазму [c.215]

В газах благодаря большому числу столкновений между молекулами быстро устанавливается равновесное состояние. В разреженной плазме столкновения редки и вероятность установления равновесного состояния меньше, причем она падает с увеличением температуры. Плотная и, в частности,слабо ионизированная плазма должна находиться в состоянии термического равновесия. Разреженная, полностью ионизированная плазма может находиться длительное время в неравновесном состоянии в этой плазме термодинамическое описание состояния непригодно. [c.229]

Для определения состава термодинамически равновесной плазмы в общем виде необходимо рассмотреть систему, состоящую из п элементов, в которой протекают реакции [c.396]

Здесь и всюду речь идет о результатах, полученных при использовании термодинамически равновесной плазмы, т. е, плазмы, у которой электроны, ионы и атомы находятся Б термодинамическом равновесии. [c.423]

Подобно термодинамически равновесным распределениям С. н. р. обращают в нуль интеграл столкновений, однако они существуют только при наличии потока к.-п. сохраняющейся величины в импульсном пространстве, поддерживаемом источником и стоком. Начиная со слаботурбулентных С. н. р. (КС) волн, полученных В. В. Вахтовым (1965), идея об эстафетной передаче по масштабы интегралов движения (сохраняющихся величин) была широко использована при рассмотрении турбулентности в плазме, твёрдом теле, жидкости были получены изотропные и анизотропные С. и. р. (КС), соответствующие переносу постоянных в импульсном пространстве (или пространстве волновых чисел) потоков энергии, имНульса, числа частиц, волнового действия. [c.678]

При проведении такой аналогии надо иметь в виду, что для равновесной плазмы в приближении Дебая — Хюккеля учитывается вклад корреля-цйй в термодинамические функции (см. разд. 5.6). Б уравнении Власова корреляции, обусловленные взаимодействием заряженных частиц, не учитываются. Вследствие этого экранировка проявляется лишь при неоднородном распределении заряженных частиц плазмы. Для равновесной и однородной плазмы термодинамические функции, соответствующие приближению Власова, представляют собой термодинамические функции идеальной плазмы.— Прим. ред. [c.46]

Рассмотрим термодинамически равновесную плазму, состоящую из двух видов противоположно заряженных частиц (е и — е). Для того чтобы достичь высокой степени ионизации, необходимо уменьшить рекомбинацию частиц, что возможно при низких давлениях, так как коэффициент рекомбинации пропорционален давлению. Средняя энергия кулоновского взаимодействия между двумя частицами, 2 [c.432]

Более того, Майоров и др. [54] методом динамики многих частиц, т.е. путем численного решения системы уравнений Ньютона для совокупности точечных зарядов в замкнутом объеме с зеркально отражающими стенками показали, что процесс рекомбинации переохлажденной плазмы сильно замедляется. В результате устанавливается стационарное состояние, отличное от термодинамически равновесного. Другими словами, без внешних шумов термодинамическое равновесие может не достигаться. [c.178]

В бесстолкновительной плазме мнимая часть частоты возникает в силу затухания Ландау. Термодинамически равновесное состояние плазмы, отвечая абсолютному максимуму энтропии, устойчиво по отношению к любому возмущению. В 30 было уже отмечено, однако, что для неравновесных распределений в плазме поглощение энергии колебаний может смениться их усилением. Это проявляется в появлении области значений независимых переменных к и со (со>0), в которой мнимая часть диэлектрической проницаемости отрицательна г] (со, к) < 0. Подчеркнем, однако, что наличие таких областей само по себе еще не означает обязательно неустойчивости плазмы (во всяком случае, в линейном приближении) необходимо еще, чтобы в эту область фактически попадала какая-либо из ветвей спектра плаз- менных колебаний. [c.320]

Математическая модель рассматриваемой комбинированной энергоустановки состоит из трех частей. Первая из них предназначена для описания процессов, определяющих физические параметры рабочих тел, используемых в установке воды и водяного пара, равновесной низкотемпературной плазмы, кислородно-воздушного окислителя. К расчетным параметрам относятся термодинамические параметры (энтальпия, энтропия, теплоемкость, плотность) и параметры переноса (вязкость, теплопроводность, электропроводность). [c.107]

РАВНОВЕСНАЯ ПЛАЗМА — плазма, находящаяся в состоянии равновесия термодинамического. На опыте реализуется локальное равновесие, когда состояние плазмы определяется локальным значением дав.чения и темп-ры. Подробнее см. в ст. Термодинамика плазмы. [c.197]

Для неполностью ионизованной плазмы важнейшей термодинамической задачей является определение степени ее ионизации и равновесного состава. [c.424]

Многие вопросы, связанные с определением концентрации электронов, степени диссоциации и испарением конденсированных частиц в низкотемпературной гетерогенной плазме, могут быть решены на базе расчетов равновесных составов и термодинамических функций идеальных многокомпонентных систем. [c.161]

Широкую область применения кинетической теории представляет плазма, под которой мы будем понимать полностью ионизованный газ i). Термодинамическая теория равновесного состояния плазмы рассмотрена в других томах этого курса (см. V, 78—80, IX, 85). Главы III — V этой книги посвящены изучению кинетических свойств плазмы. Во избежание непринципиальных усложнений мы будем (где это понадобится) считать плазму двухкомпонентной — содержащей лишь электроны (заряд —е) и положительные ионы одного сорта с зарядом ze. [c.145]

Систематически излагается термодинамика и статистическая теория миогочастичных райиовесных систем. В основу статистической физики равновесных идеальных и неидеальных систем положены метод Гиббса и метод функций распределения Боголюбова. Излагается классическая и квантовая теория газа, твердого тела, равновесного излучения, статистическая теория плазмы и равновесных флуктуаций. Обсуждаются методологические вопросы курса, В книге рассматриваются также некоторые новые вопросы, еще не вошедшие в программу теория критических индексов, вариационный принцип Боголюбова, термодинамическая теория возмущений, интегральные уравнения для функций распределения (уравнение самосогласованного поля,, интегральное уравнение Боголюбова—Борна—Грина, уравнение Перкуса— Иевика). [c.2]

Рассмотрим термодинамически равновесную плазму, состоящую из двух сортов противоположно заряженных частиц е и —е в объеме V с числом частиц N каждого сорта, так что объем на одну какую-либо частицу v=VI2N. Найдем потенциал ф(г) поля всех частиц на расстоянии г от какой-либо частицы. [c.278]

При устамовленпи термодинамического равновесия степень нонн-зации плазмы зависит только от температуры и давления. Индийский физик Саха применил для анализа термодинамически равновесного процесса ионизации закон химического равновесия (закон действующих масс). Если ноны и электроны рассматривать и качестве химических веществ, а процесс ионизации — как обратимую химическую реакцию, то константу равновесия (481), характеризующую степень завершенности этое реакции, можно представить в виде отношения [c.394]

КОСМИЧЕСКАЯ ПЛАЗМА — пла.з.ча в космнч. про-страистве и космич. объектах. К. л. условно можно разделить по предметам исследований околопланетная, межпланетная плазма, плазма звёзд и звёздных атмосфер, плазма квазаров и галактич. ядер, межзвёздная и межгалактич. нлазма. Указанные типы К. п. различаются своими параметрами (ср. плотностями п, ср. энергиями частиц и т. п.), а также состояниями термодинамически равновесными, частично или полностью неравновесными. [c.469]

НЕУСТОЙЧИВОСТИ ПЛАЗМЫ — самопроизвольное нарастание отклонений от невозмущённого квазиста-ционарного состояния плазмы (состояния равновесия, стационарного течения и т. и.), связанное либо с пространств. неоднородностью плазмы, либо с неравновесным распределением по скоростям. С энергетич. точки зрения для возникновения Н, и, необходим нек-рый избыток свободной энергия (над термодинамически равновесной) в невозмущённом состоянии плазмы. [c.345]

С энергетич. точки зрения для возникновения П. н. необходим нек-рый избыток свободной энергии (над термодинамически равновесной) в невозмущённом состоянии плазмы. В зависимости от того, в какой форме энергии (магн., механич., тепловой) образуется избыток свободной энергии и в каком виде этот избыток высвобождается, различают разного вида П. н. пучковые, магнитогидродинамич., дрейфовые, бесстолкновительные, параметрич., диссипативные, разрывные и т. д. Так, напр., если в разреженных плазмах невозмущённое состояние ионов и эл-нов плазмы описывается в виде суммы Максвелла распределения и дополнит, пучка ионов или эл-нов, движущегося со скоростью, пре-вышающей нек-рое критич. значение (см. рис.), то в плазме возникают т.н. пучковые неустойчивости, к-рые [c.540]

Работу ракетного двигателя можно представить в виде последовательности квазиравновесных процессов, таких как нагревание топлива, его горение, расширение продуктов сгорания до давления истечения из сопла. Особенность их состоит в зависимости химического состава продуктов сгорания от условий проведения процесса. Термодинамика позволяет рассчитать равновесный молекулярный состав газов на каждом из этапов работы двигателя, если известны необходимые свойства исходных веществ и продуктов сгорания. В итоге удается отделить термодинамические задачи от газодинамических и оценить удельную тягу двигателя при заданном топливе или, не прибегая к прямому эксперименту, подобрать горючее и окислитель, обеспечивающие необходимые характеристики двигателя. Другой пример — расчет электропроводности низкотемпературной газовой плазмы, являющейся рабочим телом в устройствах для магнитно-гидродинамического преобразования теплоты в работу. Электропроводность относится к числу важнейших характеристик плазмы она пропорциональна концентрации заряженных частиц, в основном электронов, и их подвижности. Концентрация частиц может сложным образом зависеть от ис- ходного элементного состава газа, температуры, давления и свойств компонентов, но для равновесной плазмы она строго рассчитывается методами термодинамики. Что касается подвижности частиц, то для ее нахождения надо использовать другие, нетермодипамические методы. Сочетание обоих подходов позволяет теоретически определить, какие легкоионизирующиеся вещества и в каких количествах следует добавить в плазму, чтобы обеспечить ее требуемую электропроводность. [c.167]

Особенностью эволюции природных систем является наличие взаимосвязанных превращений структур разных иерархий, протекающих в различных временных шкалах. Поэтому введены представления о иерархической термодинамической системе как системе, состоящей из иерархических подсистем (взаимосвязанных в порядке структурного или какого-либо другого подчинения и перехода от низшего уровня к высшему), выделенных либо в пространстве, либо по времени установления в этих подсистемах равновесия при релаксации. Простейший пример иерархической пространственно выделенной термодинамической системы - двухфазная система пар - жидкость. Здесь каждая фаза системы - ее подсистема. Простейший пример системы, в которой подсистемы выделяются по временам релаксации, - плазма, включающая подсистемы электронов и ионов. Равновесие в каждой подсистеме последней системы устанавливается сравнигельно быстро, тогда как в системе в целом медленно, поскольку обмен энергией между подсистемами затруднен. В подобных ситуациях говорят о частично равновесных состояниях (равновесие в одной структурной гюдсистеме) и вводят различные температуры подсистем. Указанные примеры тривиальны, и термин иерархия в таких простых случаях не упо фебляется. Однако в более сложных иерархических термодинамических системах, например, биологических, содержащих много подсистем различных типов, удобно говорить о структурной и релаксационной иерархии. Так, [c.23]

Однако нммотря на достаточно частое отсутствие температурного равновесия между электронами и ионами в плазме, очень большой круг практических задач можно рассматривать с позиций равновесной термодинамики Для многих прикладных задач часто используется так называемое локальное термодинамическое равновесие. Под таким равновесием понимается состояние, при котором внутри каждого малого объема плазмы имеет место полное термодинамическое рав 10Е1есне, но температура является медленно меняющейся функцией координат. При этом должны выполняться условия г % X, и Т [c.394]

Чтобы определить параметры плазмы, представляющей собой высокотемпературную равновесно реагирующую газовую смесь, прежде всего необходимо найти ее состав. Очевидно, что точность расчета состава будет определяться не только погрешностью вычислительного процесса, но в первую очередь — полнотой учета физических и химических эффектов, имеющих место в реагирующей смеси. Однако полный учет этих явлений затруднен. В то же время для получения результатов с достаточной для инженерных расчетов точностью можно принять следующие допущения в реакции горения участвует все топливо воздух состоит только из азота и кислорода смесь газов, составляющих продукты сгорания, является идеальным газом в исследуемом диапазоне температур и давлений полностью отсутствует термическая ионизация газовых компонент рассматривается однокомпонентпая легкоионизируемая присадка ее влияние на термодинамические параметры газовой смеси учитывается в приближенной форме введением соответствующих поправочных коэффициентов влияние присадки на вязкость и теплопроводность не учитывается а электропроводность рассчитывается методом малых возмущений. [c.109]

Излучение галактического межзвездного газа, находящегося преимущественно в состоянии нейтральных атомов водорода с температурой от десятков до тысяч градусов, наблюдается в диапазоне радиоволн. Моделирование структуры и эволюции галактик и всей Вселенной тесно связано с изучением природы радиолиний нейтрального водорода и возбужденных двухатомных молекул в источниках радиоволн сверхвысокочастотного диапазона - космических мазерах, сосредоточенных в газопылевых туманностях, а также природы первичного (реликтового) излучения (Рис. 1.4.5). Обнаружение этого излучения, равномерно заполняющего Вселенную, послужило толчком к разработке концепции горячей Вселенной и теории Большого взрыва , согласно которым Вселенная в прошлом прошла стадию плотной горячей плазмы в состоянии полного термодинамического равновесия с планковскгш спектром излучения, и ее постепенное охлаждение в ходе расширения от момента сингулярности отвечает также равновесному спектру при современной температуре излучения Т=2П К Зельдович и Новиков, 1975 Дорошкевич и др., 1976). Релятивистская теория однородной изотропной [c.58]

Так как реально абсолютно запрещенных (во всех порядках) переходов между микроскопическими состояниями не бывает, то подобные двухтермодинамические состояния могут осуществляться лишь как квазиравновесные в случаях, когда время наблюдения над системой значительно больше времени установления равновесного термодинамического состояния в каждой Из квазиизолированных подсистем, но меньше времени установления их взаимного равновесия. Примерами таких квазиравновесных состояний могут служить двухтемпературные состояния в плазме (ионная и электронная температуры временно не совпадают), в твердом теле или газе (не совпадают спиновая и решеточная или трансляционная температуры из которых первая может быть даже отрицательной, см. гл. 2, задача 45 данного тома), двухжидкостные состояния некоторых модельных статистических систем и т. п. [c.44]

Наконец, о модели кварковых мешков. Развивая феноменологическую теорию путем введения упрощенных моделей и не имея определенных надежд точно описать динамику взаимодействия кварков, мы предполагаем, удовлетворяя идее асимптотической свободы, что внутри области, именуемой мешком и имеющей размер адронов (т.е. измеряемой в единицах fm = 10 см), кварки при полном присутствии глюонного газа (т.е. поля взаимодействия кварков) не асимптотически, а вообше свободны. Чтобы эта смесь идеальных ферми- и бозе-газов не разлеталась во все стороны, разрушая идею конфайнмента, стенки мешка создают длвление (точнее, его создает физический вакуум , окружающий мешок), уравновешивающее внутреннее давление идеальной кварк-глюонной плазмы. Так как мешок моделирует адронное состояние, то он заполнен скомпенсированной по цветам смесью и поэтому считается в целом белым. При очень высоких плотностях ядерной материи и температурах мешки могут перекрываться, поэтому кварк-глюонная плазма может находиться в мешках значительно больших размеров, чем 10 см, как это, возможно, было в первые моменты после Большого Взрыва Вселенной (см. том 1, 5, реликтовое излучение) и, может быть, реализуется внутри гигантских квазаров и тяжелых нейтронных звезд. В этих случаях термодинамическое рассмотрение становится более адекватным хотя бы потому, что для больших мешков, содержащих много ядерного материала, начинает реализовываться принцип термодинамической адди-тивиости (мешок же, соответствующий одному нейтрону или протону, на равновесные части не делится), без которого (см. том 1, 4) невозможно введение такого основного термодинамического понятия, как температура системы (а следовательно, и других термодинамических величин, характеризующих равновесное состояние многочастичной системы). [c.242]

Т. и. возникает в условиях детального равновесия в в-ве (см. Детального равновесия принцип) для всех безызлучательных процессов, т. е. для разл. типов столкновений ч-ц в газах и плазме, для обмена энергиями электронного и колебат. движений в те. телах и т. д. Равновесное состояние в-ва в каждой точке пр-ва — состояние локального термодинамического равновесия (ЛТР) — при этом характеризуется значением темп-ры, от к-рого зависит Т. и. в данной точке. [c.745]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...