Водород степень ионизации

Формулой не учитывается возможность наличия ионизированного водорода. Степень ионизации водорода в газовой фазе при сварочных процессах не установлена. [c.62]

Известно, что ионизация атомов начинается при температурах вещества порядка 10 К. Образующуюся смесь положительно (ионов) и отрицательно (электронов) заряженных частиц с нулевым общим электрическим зарядом называют плазмой. По мере увеличения температуры степень ионизации плазмы увеличивается до тех пор, пока все электроны не покинут ядра, т. е. пока не образуется полностью ионизированная плазма. В термоядерном топливе такое состояние достигается при относительно малых температурах ( 10 К). Так, для атома водорода, в котором всего один электрон, энергия ионизации составляет 13,6 эВ. [c.153]

Рис. 2.1. Зависимость степени ионизации водорода от температуры

Для газов в молекулярном состоянии потенциал ионизации всегда выше, чем в атомарном. Например, для атомарного водорода потенциал ионизации равен 13,59 эВ, для молекулярного — 15,44 эВ. Имеется также довольно существенное различие между потенциалами ионизации валентных электронов (/1) и электронов более глубоких уровней (/,). Например, для гелия потенциал ионизации / = 24,58 эВ, /2 = 54,1 эВ [46]. Двух- и трехкратная ионизация атомов требует затрат энергии, достигающей сотен электронвольт, а полная ионизация — тысяч электронвольт. Чем меньше потенциал ионизации газа, тем быстрее при меньшей температуре (меньшей приложенной энергии) достигается высокая степень ионизации X. Для водорода (/1 = 13,59 эВ) наивысшая степень ионизации " 1 достигается при 24 000 К для гелия (/1=24,58 эВ). 1 — при 50 000 К. [c.44]

В случае газов (кислород, водород, азот, воздух) заметная степень ионизации появляется только при температурах 7000—8000°. [c.84]

В каналах искры в водороде или гелии, пропускающих токи порядка 100 а, плотность ионов быстро нарастает до величины 10 ионов в I см (Л. 153]. Близкие значения п были получены при токах около 1 ООО а в аргоне и неоне при давлениях несколько десятков миллиметров ртутного столба [Л. 155]. В той части канала, где плотность газа невелика, эти значения п соответствуют очень высокой степени ионизации, которая может приближаться к 100%- [c.99]

Для образования сжатой дуги вдоль ее столба через канал в сопле пропускается нейтральный одноатомный газ (аргон, гелий) или двухатомный газ (азот, водород, окись углерода или другие газы и их смеси). Газ сжимает столб дуги, что приводит к повышению его температуры до 16 000° С при дуге косвенного действия и до 33 000° С при дуге прямого действия, н образует так называемую холодную плазменную струю. Сжатая дуга является весьма концентрированным источником теплоты (удельная мощность более 500 кВт/см ). Газ в столбе сжатой дуги характеризуется высокой степенью ионизации, при которой он обладает весьма значительной электропроводностью, приближающейся к электропроводности проводника (например металла). [c.21]

По мере повышения температуры степень ионизации возрастает и когда температура становится порядка нескольких десятков тысяч градусов, практически все атомы оказываются однократно ионизованными. В водороде процесс ионизации на этом и заканчивается, при дальнейшем нагревании газ остается полностью ионизованным и состоящим из протонов и электронов каждая частица совершает только поступатель- [c.166]

Так, например, в атомарном водороде при Na = 10 Цсм (что соответствует давлению недиссоциированного молекулярного водорода при комнатной температуре, равному 135 мм рт. ст.) и Т = 10 000° К равновесная степень ионизации равна 6,25-10- при этом ИкТ = 15,7. [c.330]

Потенциал разложения молекулы воды на атомы около 4,6 эВ, т. е. немногим меньше потенциала ионизации натрия, поэтому в канале находится довольно много молекул воды. Разряд происходит в сильно нагретом водяном паре, содержащем электроны, ионы натрия, а также атомы водорода и кислорода. Благодаря наличию ионов натрия снижается температура и растут степень ионизации, электропроводность канала и ток разряда. [c.331]

Если катодный процесс состоит из двух параллельно идущих катодных реакций — ионизации кислорода и выделения водорода (смешанная кислородно-водородная деполяризация), то анодная и катодная поляризационные кривые пересекутся на коррозионной диаграмме правее точки D (рис. 185), соответствующей началу водородной деполяризации на катодных участках, например в точке К. Степень контроля катодного процесса в этом случае характеризуется соотношением силы коррозионного тока, определяемого процессом ионизации кислорода 1о, = и силы коррозионного тока, определяемого процессом выделения водорода /и, = /г —/д, [c.277]

Степень термической ионизации плазмы зависит от температуры. Например, при температуре 10 ООО К ионизовано меньше 10% общего числа атомов водорода, при температуре выше 20 ООО К водород практически полностью ионизован. [c.168]

В результате всех этих реакций в растворе ничего не изменится. Так как водород и перекись водорода продолжают образовываться в значите-льнои степени (С =0,3), то они должны возникать каким-либо другим путем, не связанным с взаимодействием радикалов. Источником этих продуктов, возможно, является малая область с большой плотностью ионизации (сравнимой с плотностью ионизации а-частиц), лежащая у конца каждого электронного трека. Радикалы, образующиеся в этих маленьких областях реагируют между собой, давая некоторое количество [c.238]

Если катодный процесс состоит из двух параллельно идущих катодных реакций — ионизации кислорода и выделения водорода (смешанная кислородно-водородная деполяризация), то анодная и катодная поляризационные кривые пересекутся на коррозионной диаграмме правее точки О (рис. 81), соответствующей началу водородной деполяризации на катодных участках, например в точке К. Степень контроля катодного процесса в этом случае определяется соотноше- [c.171]

Другим видом дефектов в кристалле является экситон, представляющий собой нейтральное возбужденное состояние электрона до уровня, энергия которого ниже энергии ионизации. В ковалентном или ионном кристалле экситон можно рассматривать как слабо связанные между собой электрон зоны проводимости и дырку, образующие в целом нейтральный центр, который тем не менее не находится в основном состоянии (если бы это было так, электрон должен был вернуться в валентную зону и рекомбинировать с дыркой). Это состояние в известной степени аналогично возбужденному состоянию атома водорода, в котором электрон и протон еще остаются связанными. В молекулярных кристаллах экситон также представляет собой локальное электронное возбужденное состояние, возникающее в результате возбуждения одной молекулы. Экситоны могут двигаться в твердом теле за счет диффузии связанной пары электрон —дырка или за счет переноса молекулярного возбуждения от одной молекулы к другой. Экситоны могут иметь значительное время жизни, по истечении которого они переходят в состояние с более низким уровнем энергии время жизни является характеристическим для (нестабильных) частиц. [c.68]

Кривые зависимости степени ионизации от температуры, вычисленные по уравнению Саха, имеют S-образный вид (рис. 2.18). Например, при атмосферном давлении для калия (и,= = 4,3 В) д ж 1 при 11 ООО К для водорода 13,5 В) д 1 при 24 ООО К для гелия ( , = 24,5 В) xivl при 50 ООО К. [c.54]

Характер зависимости степени ионизации а от температуры и давления иллюстрируются графиком на рис. 15-4, где (в правой части графика) приведе- п ны величины а для водявюго пара (сплошные линии) и водорода (пунктир) на разных изобарах. [c.493]

М, г. сильно ионизован. Облака нейтрального водорода наблюдаются только в окрестностях галактик. В коронах и скоплениях галактик ионизация связана с высокой темп-рой газа. Газ, расположенный вдали от галактик, вероятно, был ионизован излучением квазаров и молодых галактик в период их образования. При низкой плотности этот газ не успел рекомбинировать и сохранил высокую степень ионизации. В скоплениях и коронах галактик М. г. содержит тяжёлые йлементы (вплоть до железа) с относительной концентрацией, прибл. в 10 раз меньшей, чем на Солнце. Это связано с частичным перемешиванием М. г. с внутрига-иактич. газом. Состав газа вдали от галактик неизвестен. [c.81]

Параметры солнечной плазмы, как и атмосферной, резко различаются в зависимости от области Солнца. Во внутр. части Солнца темп-ра достаточно высока, так что там находится сильноионизованная плазма. На поверхности Солнца и в окрестности Солнца степень ионизации плазмы невысока, т. е. здесь содержится Н. п. Поверхностный слой Солнца толщиной - 1000 км, из к-рого испускается осн. часть эл.-магн. излучения Солнца, наз. фотосферой. Плотность атомарного водорода в фотосфере см" , плотность заряж. частиц [c.355]

Для наблюдений протяжённых источников нет необходимости применять телескопы больп1ого диаметра. К таким наблюдениям относятся планетные исследования, позволившие детально изучить верх, атмосферы Меркурия, Земли, Венеры, Марса, Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна и их спутников. На всех аппаратах, запущенных к этим планетам ( Марс , Венера , Вега , Фобос , Пионер , Викинг , Вояджер ), были установлены УФ-спектромет-ры для регистрации солнечного излучения, рассеянного в атмосферах планет, В УФ-диапазоне хорошо просматривается облачная структура атмосферы Венеры. В линии атомарного водорода L, (Х = 1216 А) обнаружены протяжённые водородные короны атмосфер Земли, Венеры и Марса. В этой же линии на громадные расстояния прослеживаются оболочки, окружающие ядра комет. УФ-на-блюдеиия в линиях L, и Не >.584 А позволили обнаружить эффект, получивший назв. межзвёздный ветер . Эффект связан с движением Солнца относительно локальной межзвёздной среды со скоростью ок. 25 км/с. Т. к. время ионизации атомов межзвёздной среды на много порядков меньше времени рекомбинации, то в отличие от стационарной зоны НИ, окружающей горячие звёзды, вокруг Солнца образуется вытянутая вдоль движения каплеобразная полость, в к-рой водород полностью ионизован вплоть до расстояний 10 а. е., а гелий — до 0.3 а. е. Анализ распределения интенсивности в линиях водорода и гелия позволил определить параметры локальной межзвёздной среды в окрестностях Солнца плотность и темп-ру водорода и гелия, степень ионизации водорода, направление и величину скорости движения Солнца. [c.220]

Вычислите вклад свободно-свободных переходов в среднюю непрозрачность Росселанда для водорода при температуре 1,5 эв в диапазоне плотностей 10 —10 г см . При какой плотности относительный вклад этих переходов в полную среднюю непрозрачность Росселанда максимален (Используйте результаты, полученные в гл. 5, для определения степени ионизации. Излучение вследствие свободно-свободных переходов в поле нейтральных частиц не учитывайте.) [c.423]

Результаты исследований показывают, что водород в металлах может находиться в различных состояниях. Водород растворяется в решетке некоторых металлов (железа, никеля, молибдена, хрома и др.) и находится в ней в состоянии протона [14- 76, 117] или атома. На наличие водорода в жидком металле в состоянии протона указывает перемещение его к катоду под влиянием постоянного тока [80]. На атомарное состояние водорода в металлах указывают, в частности, результаты рентгеновских исследований [40]. По данным Смяловского [230], водород в металлах находится одновременно и в состоянии протона, и в атомарном состоянии. Так, например, в палладии степень ивнизации водорода равна 90%. О степени ионизации водорода в железе данных не имеется. [c.5]

Кривые зависимости степении ионизации от температуры, вычисленные по уравнению Сага, имеют 5-образный вид (рис. 2.22). Чем меньше потенциал ионизации газа, тем быстрее, т. е. при меньшей температуре, достигается высокая степень ионизации. Например, для калия ( =4,3 в) х 1= 1 при 11 000° К для водорода ( г = 13,5 в) х 1 при 24000° К для гелия (Ы =24,5 в) х 1 при 7= 50000°К. [c.65]

ПЛАЗМОТРОН, плазменная горелка — устройство для создания направленного потока плазмы, движущегося с большой скоростью и обладающего большим запасом энергии. Для сварки, резки и других видов обработки металла используется плазма с температурой до 20—30 тысяч градусов и сверхзвуковой скоростью истечения, создаваемая в П. с помощью дугового разряда. В камере П. помещается электрод и гориг дуга. Через камеру под давлением подается плазмообразующий рабочий газ (аргон, гелий, азот, водород или их смеси, атмосферный воздух и др.). Газ, проходя через охлаждаемое водой сопло, обжимается и приобретает на выходе высокие температуру, степень ионизации и скорость. Поток плазмы может совпадать с токоведущим столбом создающей его дуги, которая горит между вольфрамовым электродом и изделием, или же выделяться из токоведущего столба дуги, горящей между двумя вольфрамовыми электродами. [c.104]

Известны условия, при которых степень ионизации атомов водорода в стали увеличивается. Это происходит под влиянием рентгеновых лучей [7], а также при очень высоких внутренних давлениях водорода в стали [9], [c.85]

Так как в прианодном пространстве pH раствора снижается до двух [6, 7], а степень ионизации пленкообразователя при этом pH чрезвычайно мала полимерный анион КСОО , взаимодействуя с катионом водорода или металла, образует малорастворимую [c.209]

При очень высоких температурах, 50 000° К и выше, энергия возбуждения оставшихся атомов водорода становится большой, сравнимой с потенциалом ионизации, но зато и степень ионизации при этом сильно возрастает и само число нейтральных атомов становится малым, так что вклад энергии возбуждения в энергию газа все равно меньше, чем вклад энергии ионизации. Это и соответствует тому положению, что электрону ч<выгоднее совсем оторваться от атома, чем занять высокий возбу кден-ный уровень ). [c.173]

Приведем пример вычисления росселандова пробега по формуле (5.46). Для водорода при Т = И 600° К = 1 эв, N = 10 см получим I = = 100 см (степень ионизации при этих условиях равна 0,02). [c.237]

Если, далее, раствор в какой-то степени подкислен и иг содержит, кроме Н-ионов, других окислительных агентов (тщательно освобожден от растворенного кислорода), то единственным катодным процессом станет разряд Н-ионов из раствора. Пусть стационарный потенциал такого электрода, как это часто имеет место, является гораздо более отрицательный, чем цотенциал равновесного водородного электрода при заданном значении pH. Тогда мы сможем пренебречь скоростью ионизации водорода, что еще больше упро стйт условие стационарности, так как мы имеем лишь два электрохимических процесса ионизацию металла и разряд Н-ионов из раствора. Поэтому в согласии с принятыми ранее обозначениями можно написать [c.133]

Для вывода математической зависимости между степенью защиты и плотностью защитного тока (или смещением потенциала в отрицательную сторону) необходимо воспользоваться уравнениями кинетики электродных процессов. Основными электрохимическими реакциями на корродирующем и подвергающемся катодной защите металле являются ионизация металла (анодный процесс), электровосстановление кислорода, разряд ионов водорода и металла (катодные процессы), уравнения скоростей которых приведены в табл.- 7. Их использование оказывается затруднительным, если базироваться на теории многоэлектродных систем, поскольку в практических условиях коррозии и защиты распределение поверхности на катодные и анодные участки, а также распределение внещнего ток по гетерогенной поверхности остается неопределенным. Вместе с тем вывод искомого соотношения оказывается возможным на базе гомогенно-электрохимических представлений о поведении металлов в условиях стационарной коррозии и поляризации внешним током. [c.21]

Как видно из этого рисунка, после исключения из общего поляризующего тока емкостной составляющей и тока, связанного с разрядом образующегося в катодный полупериод адсорбированного атомарного водорода и последующей ионизацией его в анодный полупериод, все катодные и анодные поляризационные кривые для переменного тока, приведенные на рис. 1, в большей или меньшей степени (в зависимости от частоты) сместились влево и, таким образом, слились в одну общую катодную (2) и соответствеппо анодную (2 ) поляризационные кривые и поляризуемость электрода при всех частотах оказалась одинаковой. На основании данных, приведенных на этом рисунке, можно утверждать, что при коррозии железа в сильно кислых средах под действием переменного тока заданному значению анодного [c.65]

Зависимость миогофотоииых сечеиий от поляризации излучеиия. Как уже говорилось выше (раздел 5.2), при ионизации атома водорода в случае не очень большой степени нелинейности К 3) реализуется факториальная формула (5.7) для отношения вероятности ионизации в поле циркулярной и линейной поляризации. Согласно этому соотношению при фиксированной интенсивности излучения в случае циркулярной поляризации вероятность ионизации всегда больше. Исключение составляют узкие интервалы в окрестности особых точек. Первая особая точка — это нерезонансные частоты в каждом межрезонансном промежутке, при которых из-за интерференции отдельных слагаемых в составном матричном элементе сечение многофотонной ионизации обращается в нуль (см. раздел 5.2.5). Вторая особая точка отвечает резонансным частотам, при которых переход в поле циркулярной поляризации через резонансный канал запрещен [c.130]

Катодная поляризация металлов в растворах кислот и щелочей сопровождается выделением водорода. Причем в результате саморастворения водородная деполяризация наблюдается и без поляризации. Торможение процесса ионизации при катодной поляризации затруднено. При этом химическая коррозия, составляющая иногда основную долю в общем процессе коррозии металла, не предотвращается. Защитный сдвиг потенциала составляет 100—300 мВ. Однако степень защиты при этом в различных электролитах и в одном электролите различной концентрации может изменяться в широких пределах — от О для чисто химической коррозии до 100 % при чисто элекрохимической коррозии. [c.58]

При нарушении сплошности покрытия образуется биметаллическая система алюминиевое покрытие — сталь. Смешанный электродный потенциал этой системы определяется кинетикой и соотношением скоростей анодной и катодной реакций, которые протекают преимущественно на покрытии анодная реакция ионизации алюминия) и на поверхности стальной трубы (катодная реакция восстановления растворенного кислорода или выделения водорода). При температуре 20ОС первоначально электродный потенциал биметаллической системы устанавливается вблизи потенциала питтингообразования алюминиевого покрытия. При потенциале питтингообразования анодная реакция ионизации алюминия поддерживается сопряженной катодной реакцией восстановления кислорода. С увеличением количества питтингов и соответственно площади локального нарушения пассивного состояния покрытия скорость катодной реакции, ограниченная по значению предельным диффузионным током, может оказаться недостаточной для поддержания процесса ионизации алюминия в кинетической области при потенциале питтингообразования. Это приводит к смещению электродного потенциала к более отрицательным значениям. Причем такое смещение происходит тем раньше, чем выше концентрация хлор-ионов. Аналогичное влияние на формирование стационарного потенциала биметаллической системы оказывает повышение температуры. С повышением температуры и концентрации хлор-ионов также наблюдается увеличение смещения в отрицательную сторону электродного потенциала биметаллической системы по сравнению с потенциалом коррозии железа. Наблюдения показали, что с увеличением смещения в отрицательную сторону электродного потенциала биметаллической системы относительно потенциалов коррозии железа степень коррозии участков образцов с нарушением сплошности покрытия уменьшается. За год испытаний при концентрациях хлор-ионов 0,003—0,07 н при температурах 60-80ОС коррозия железа на участках нарушения сплошности покрытия вообще отсутствовала, тогда как при 20°С в подобных испытаниях наблюдался слабый налет ржавчины. [c.64]

В первом приближении мы можем рассматривать энергетические уровни внедрённых атомов цинка, как если бы оии были свободными атомами в однородной поляризуемой среде. Как мы видели в предыдущем параграфе, основной эффект поляризуемости ) заключается в уменьшении расстояния между основным состоянием и континуумом. Предположим, что мы имеем атом водорода в среде, показатель преломления которой равен п. Тогда потенциал взаимодействия электрона и протона будет —где г—расстояние между центрами двух частиц. Наличие п в выражении для потенциальной энергии требует замены постоянной Ридберга R величиной где R есть нормальное значение для свободного атома. Показатель преломления окиси цинка примерно равен 2, так что следует ожидать уменьшения энергии ионизации примерно в десять раз (по порядку величины). Этот качественный результат может быть приложен к цинку, который имеет потенциал ионизации 9,36 еУ, т. е. энергия ионизации внедрённых атомов должна понизиться до 1 еУ. Однако наблюдаемое значение б в уравнении (112.1) ещё ниже, чем это значение. Например, для образцов, нагревавшихся длительное время в вакууме, е обычно меньше 0,01 еУ. Более того, Фрич (см. 37) нашёл, что е в уравнении 012-1) зависит от давления кислорода, и показал, что е увеличивается, когда плотность внедрённых атомов цинка уменьшается. Этот эффект указывает н то, что промежуточные атомы цинка взаимодействуют друг с другом и в некоторой степени уменьшают расстояние между связанными и свободными уровнями. Согласно измерениям Холл-эффекта плотность внедрённых атомов — величииа порядка 101 , так что это взаимодействие мыслимо только в том случае, если радиус внедрённых атомов в десять раз больше, чем радиус нормального атома цинка. Кроме того, радиус атома водорода в среде с показателем преломления п должен быть в л- раз больше, чем радиус нормального атома. Таким образом, возможно, что электроны внедрённых атомов движутся по очень большим орбитам, поскольку окружающая среда сильно поляризована. [c.494]

Хорошо известно, что материальные уравнения линейной электродинамики, которая описывает гармонические волны, распространяюш иеся в среде без искажений, и где имеет место принцип суперпозиции, являются приближенными. Так, линейное соотношение между поляризацией и напряженностью электрического поля Р = хЕ получается при простейшем классическом расчете на основе идеализированной модели гармонического осциллятора при более общем квантовом рассмотрении линейная связь между поляризацией и полем соответствует первому приближению теории возмущений. Степень пригодности указанных приближений зависит в первую очередь от соотношения между амплитудой поля световой волны и характерным внутренним полем Во, определяющим силы связи, действующие на оптический электрон в среде. Поле Ео связано с потенциалом ионизации / и характерным расстоянием а (на котором поле обеспечивает связь) соотношением еЕоа = 1. Для атома водорода это поле 0 = 5 10 в см. Для конденсированных сред величина Ео меньше, и, в частности, для полупроводников с относительно небольшой шириной запрещенной зоны Ей 10 в СМ сравнимую с последней величиной напряженность поля нетрудно получить при фокусировке пучка современного мощного лазера. Поэтому для описания оптических эффектов в таких полях линейное материальное уравнение должно быть замене- [c.5]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...