Поступательная энергия свободной частицы

Поступательная энергия свободной частицы [17, 32J [c.76]

Уровни поступательной энергии могут быть приближенно определены, если рассматривать молекулу как свободную частицу, движение которой ограничено заданной областью пространства. Вращательные энергетические уровни могут быть приближенно оценены, если рассматривать вращающуюся молекулу как жесткую систему определенных размеров. Колебательные энергетические уровни могут быть приближенно определены, если считать различные виды колебаний гармоническими. В действительности различные виды энергии в молекуле не являются строго независимыми, когда все виды движения происходят одновременно. Например, расстояния между атомами и углы между связями в молекуле не фиксированы, но изменяются около некоторых равновесных значений вследствие колебательных движений длина равновесной связи сама по себе — функция вращательной энергии силы притяжения между молекулами будут изменять и вращательную, и колебательную энергии. Эти различные эффекты приводят к взаимодействию или возмущающему влиянию одного вида энергии на другой. Поправки на такое влияние могут быть сделаны только для более простых молекул, хотя они обычно относительно малы. [c.70]

Однако помимо потенциальной энергии взаимодействия частицы обладают кинетической энергией теплового движения, стремящегося разрушить порядок в их расположении. Состояние и свойства вещества определяются относительной ролью этих двух факторов. В газообразном состоянии расстояния между частицами столь велики, что силы взаимодействия между ними практически не проявляются. Поэтому в промежутках между столкновениями, носящими случайный характер, частицы ведут себя фактически как свободные, совершая хаотическое поступательное движение. Фиксированных положений равновесия они не имеют. [c.5]

Для частиц, форма которых отлична от сферической, вслед ствие возникающих при этом сложностей достигнутый теорией успех не идет дальше анализа разбавленных систем. При сдвиговом течении разбавленной суспензии частиц последние переме-ш аются поступательно и враш аются. Если частицы деформируемы, они также будут изменять свою форму. Напомним также, что скорость диссипации энергии, вызванной наличием в потоке несферической частицы, зависит от ориентации частицы по отношению к главным осям сдвига. Если частица вращается, то эта скорость будет изменяться со временем. Поступательное движение свободно взвешенной частицы в сдвиговом поле может вызвать столкновения, даже когда сферы имеют один и тот же размер. Влияние столкновений может стать более значительным, если частицы сильно различаются по форме. При определенных условиях частицы образуют агрегаты или слипаются. Дальнейшее усложнение задачи может быть связано с эффектами броуновского движения. [c.527]

Характерное время установления термохимического равновесия — так называемое время релаксации — разное для различных процессов. Так, для достижения равновесного значения энергии поступательного движения молекул достаточно в среднем пяти столкновений частиц воздуха, вращательного — от 10 до 100 столкновений, а для достижения равновесного распределения энергии колебательных движений атомов внутри молекул — порядка 10 столкновений. Хотя воздух при стандартных значениях температуры и давления имеет молекулярную плотность 2,7-10 молекул в см , средняя длина свободного пробега намного превосходит расстояние между соседними молекулами, в итоге зона релаксации, равная произведению скорости течения газа на время релаксации, может оказаться достаточно протяженной. [c.30]

В отдельных местах твердых тел могут быть нарушения регулярной структуры свободные места, не занятые структурными частицами, характерными для данного тела (атомами, молекулами, ионами), определяющие возможность для поступательного перемещения частиц. Однако оно затрудняется вследствие большого значения энергии активации. [c.10]

Пусть при данных температуре Т и плотности д или удельном объеме V в 1з газа имеется N0 нейтральных атомов, N1 — однократно ионизованных и т. д. Для краткости будем называть ион с зарядом, равным т, т-ионом число та-ионов в 1г обозначаем через Мт (нейтральные атомы являются частным случаем гп-ионов). Число свободных электронов обозначим через Ме- Полагая, что газ достаточно разреженный и электроны подчиняются статистике Больцмана ), мы должны приписать каждой частице газа тепловую энергию поступательного движения 3/2 кТ. Кроме того, то-ион обладает энергией электронного возбуждения [c.166]

Правые части уравнений (2) и (3) для давления и плотности энергии содержат два члена первый соответствует поступательному движению свободных частиц, а второй — излучению. Ниже приведены отношения давлений и энергий, соответствующие свободным частицам и излучению для выбранного значения р/Л, равного 7 моль/см . При трех различных температурах р/Л, строго говоря, является функцией температуры, но при сравнении это не было учтено. [c.371]

В предыдущих разделах частицы считались фиксированными в пространстве и, следовательно, были отличимы одна от другой. Однако это ограничение неприменимо для свободных электронов в металле. Считают, что эти электроны имеют поступательную энергию и могут свободно двигаться во всем объеме системы таким же образом, как молекулы в газовой фазе отсюда происходит выражение электронный газ , иногда применяемое для этого типа систем. Поэтому электронные частицы следует рассматривать как неразличимые. Однако в отличие от молекул газа, электроны ограничены принципом запрета Паули, утверждающим, что не может быть двух электронов с одинаковыми квантовыми числами, а следовательно, с равными энергиями. [c.98]

Уравнение (19) соответствует свободному поступательному движению частицы с массой Af-j-ffiQ и с кинетической энергией W — U. Уравнение (20) совпадает с уравнением (2) 20 для атома водорода или сходных с ним ионов в предположении бесконечно большой массы ядра с той разницей, [c.103]

Такое парадоксальное на первый взгляд поведение электрона объясняется тем, что в кристалле под действием внешнего поля меняются одновременно не только кинетическая энергия поступательного движения электрона по кристаллу, но и энергия взаимодействия его с решеткой. Предположим, что под действием ускоряющего поля движение электрона изменяется так, что энергия взаимодействия его с решеткой уменьшается на AU. Тогда увеличение кинетической энергии поступательного движения будет происходить не только за счет работы поля, как у свободного электрона, но и за счет перехода в нее энергии взаимодействия AU. Поэтому изменение скоростн под действием внешней силы у такого электрона должно происходить быстрее, чем у свободного. Он будет вести ссбя как частица, обладающая массой, меньшей массы свободного электрона. [c.151]

Поскольку статистическая сумма молекулы Z равна произведению отдельных сомножителей, отвечающих различным степеням свободы, свободная энергия газа, а вместе с нею и другие термодинамические функции представляются в виде суммы соответствующих слагаемых. Подставляя выражения для сомножителей Z в формулу (3.7), получим явное выражение свободной энергии через температуру и плотность последняя входит благодаря тому, что поступательные суммы Z o r содержат объем V. Величины NaIV, N в V,. . ., которые появляются под знаком логарифма в формуле (3.7), представляют собой числа частиц в единице объема Па, Пв, выражаемые через плотность газа и процентные содержания частиц разных сортов, которые в данном случае постоянны. [c.157]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...