Определение вращательной температуры

Определение вращательной температуры [c.421]

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]

Часто измеряемой температуре предпосылают соответствующее прилагательное — вращательная (ротационная), колебательная (вибрационная), поступательная (трансляционная) или электронная, для того чтобы указать конкретный вид энергии, который был использован при определении этой температуры. В дальнейшем в этой статье при отсутствии теплового равновесия слово температура будет заключаться в кавычки, когда имеется в виду численная величина, полученная путем измерения. Эта эффективная температура совпала бы с температурой для газов, находящихся в равновесии. [c.341]

Принципиально колебательная температура , которая не зависит от распределения вращательных уровней, могла бы быть получена суммированием по всем вращательным линиям от каждого колебательного перехода и последующей подстановкой полных интенсивностей в уравнение (6) или (8). Однако в спектрах, полученных на приборах с хорошей разрешающей способностью, это чрезвычайно трудно осуществить из-за громадного числа линий, интенсивности которых нужно суммировать трудности также возникают и при использовании спектрографов с низкой разрешающей способностью из-за перекрытия линий, относящихся к нескольким различным колебательным переходам. Для измерения температуры по спектрам СМ [9, 47, 48] и С2 [49—51] были использованы относительные интенсивности головных линий колебательных полос. Интенсивности колебательных полос йода, добавленного к горючей смеси, использовались [52] для определения относительных температур в двигателях внутреннего сгорания. [c.353]

С помощью различных модификаций КАРС в выхлопных газах реально работающих реактивных и ракетных двигателей в воздушных потоках аэродинамических труб были проведены измерения распределения молекул определенных сортов, колебательной и вращательной температур различных компонент газовых смесей, их абсолютных и парциальных давлений (см. ссылки в обзоре [42] ). [c.289]

В теории свободного объема вещество рассматривается состоящим из объема, занятого молекулами, и свободного или незанятого молекулами объема. Свободный объем состоит из ячеек молекулярных размеров. Для осуществления вращательного или поступательного движения молекул необходимо наличие минимального свободного объема. В стеклообразном состоянии, при температурах ниже температуры стеклования Tg, свободный объем заморожен и имеет" вполне определенную фиксированную величину. В этих условиях стеклообразный материал расширяется или сжимается с изменением температуры в результате увеличения амплитуды колебания атомов. Этот процесс определяется главным образом энергией межмолекулярного взаимодействия и нового свободного объема при этом не образуется, пока не достигается область Tg Выше Tg пространство, занимаемое молекулами, увели- [c.248]

Чтобы замкнуть систему уравнений (10.11) — (10.13), необходимо выразить Pfj, (7 и е через гидродинамические величины п, и Т. Однако внутренняя энергия в общем случае не является функцией одной температуры, а, согласно (10.10), зависит от распределения частиц по состояниям. Поэтому необходимы еще уравнения для определения функций пУ. Каждое v-состояние молекулы может быть охарактеризовано одним или несколькими квантовыми числами v , V2, V3 и т. д., характеризующими соответственно состояния вращательных уровней энергии, колебательных уровней энергии н т. д. [c.178]

По теории Больцмана, внутренняя энергия газа определенным, образом распределена между степенями свободы газа. При не слишком низких температурах на каждую поступательную и вращательную степени свободы приходится 1/2 кТ к—постоянная Больцмана), на каждую колебательную степень свободы кТ. [c.380]

Колебательно-Вращательные спектры (инфракрасные и комбинационного рассеяния) двухатомных молекул. Определение частот колебаний и межъядерных расстояний. Колебательные спектры многоатомных молекул в конденсированной фазе. Критерий проявления различных форм колебаний (активность колебаний) в PIK- и КР-спектрах на примере молекул СО2 и Н2О. Зависимость интенсивности линий в ИК- и КР-спектрах от температуры. Инфракрасная спектроскопия и структурно-групповой (функциональный) анализ. [c.267]

Числовое значение 1п2 равно 1,38 кал/(моль-град), а экспериментально найденное значение несколько меньше (1,1 кал моль-град), что указывает на более высокую упорядоченность. Она может быть связана с действием слабых сил поляризации в молекулах СО при повышенных температурах, когда вращательное движение молекул еще не полностью выродилось. У молекул с таким же линейным строением 5С0 и НСЫ, которые на концах имеют неодинаковые атомы с очень разными массами, существует уже более сильная тенденция принимать совершенно определенную ориентацию. Действительно, у этих веществ экспериментально измеренная энтропия нулевой точки чрезвычайно мала. Кристаллы из симметрично построенных молекул, к примеру, Ог или Ыг, имеют при абсолютном нуле полное упорядочение, и поэтому не имеют конечной энтропии нулевой точки. [c.121]

Есть различные энергетически равнозначные конфигурации, которые совместимы с этой структурой. Изменение конфигурации в кристалле может произойти благодаря вращательному движению некоторых молекул или перемещению нескольких протонов по отношению к соседним атомам. Тот факт, что диэлектрические постоянные льда и воды при температурах выше 200° К имеют один и тот же порядок величин, свидетельствует о том, что молекулы в кристалле обладают определенной степенью свободы. Если охлаждать лед ниже 200° К, то [c.123]

О Число надежно определенных вероятностей переходов пока еще относительно мало. Имеются случаи, когда эти вероятности могут быть получены из сравнительно простых расчетов, например из расчета вероятности вращательных переходов для двухатомной молекулы или электронных переходов для атома водорода. В общем, однако, расчеты получались очень неточными, за исключением случаев, когда к этому прилагались огромные усилия. Относительные же вероятности переходов для газов, статистическое распределение которых известно, могут быть измерены. Простейший случай мы имеем при наличии теплового равновесия, когда температура может быть определена, например, по линиям другого вещества с известными вероятностями переходов, находящегося в тепловом равновесии с первым. [c.293]

Очевидно, что для определения функций состояния газа требуется детальное знание атомных и молекулярных свойств. Например, при умеренных температурах существенный вклад в термодинамические функции может дать возбуждение колебательных и вращательных степеней свободы. При определении термодина- [c.196]

Под стендом понимается совокупность гидравлических, пневматических, вакуумных, электрических и других систем, позволяющих проводить испытания герметизирующих устройств при заданном режиме работы на предназначенной для этой цели установке или машине, снабженной приводом вращательного движения. При работе контактного герметизирующего устройства генерируется тепло, которое при установившемся режиме воспринимается в основном герметизируемой средой. При проектировании испытательного стенда необходимо предусмотреть систему охлаждения, для того чтобы можно было провести испытание при определенной температуре рабочего узла установки [7]. Суммарное количество теплоты, генерирующейся в узле, складывается из теплоты трения исследуемого и вспомогательного (если имеется) герметизаторов, а также из теплоты трения о жидкость вращающихся деталей. [c.260]

Из фиг. 170, а следует, что на основании экспериментального значения части теплоемкости данного газа, обусловленной внутренним вращением (разность наблюденного значения полной теплоемкости и вычисленных значений теплоемкости поступательного движения, колебательной теплоемкости и вращательной теплоемкости без свободного вращения) можно определить высоту потенциального барьера. Такой способ и был применен в качестве одного из возможных методов определения высоты потенциального барьера в молекуле этана (см. раздел За гл. 111). Как показывает фиг. 170, а наблюденному значению Ср, вн. вр. будут соответствовать два значения высоты потенциального барьера. Выбор одного из них становится возможным, если известны значения Ср, вн. вр. при различных температурах. [c.549]

С физической точки зрения возможность определения температуры воздуха из характеристик чисто вращательного спектра КР молекул N2 и О2 вполне очевидна, поскольку вследствие справедливости больцмановского распределения молекул по вращательным состояниям интенсивность отдельной линии спектра является функцией температуры, записываемой для линейных молекул в виде 1 [c.119]

На рис. 4.12 схематически показан вид огибающей чисто вращательного спектра КР азота для трех значений температуры. Из рис. 4.12 и выражения (4.4) следует, что, вообще говоря, можно построить множество методов определения температуры, основанных на измерении характеристик спектра, являющихся результатом различных комбинаций из интенсивностей отдельных линий полосы. Не останавливаясь подробно на анализе всех таких возможностей, рассмотрим температурную зависимость отношения интенсивностей двух линий спектра. Из (4.4) легко можно увидеть, что такое отношение, как функция температуры, выражается простой формулой [c.120]

Излучение газов происходит в результате изменения энергии отдельных (наиболее активных и обладающих наибольшей кинетической энергией) молекул при их столкновениях в процессе теплового движения. В результате таких столкновений может изменяться энергия вращательного движения молекул, колебательного движения атомов (вибрация атомов в молекуле), изменение орбит электронов и т.д. Эти изменения энергии сопровождаются лучеиспусканием определенных порций (квантов) энергии. При этом в интервале температуры до 2800°С излучение связано с изменением энергии вращательного движения молекул и лежит в диапазоне длин волн 1...30 мкм, т.е. в невидимой (инфракрасной) части спектра. При увеличении изменения энергии молекулы излучение становится более интенсивным и смещается в область более коротких длин волн. Так, при температурах порядка Т=6000 К начинается изменение орбит электронов и излучение смещается в видимую область. [c.547]

В неравновесном состоянии вещества, например, при интенсивных химических реакциях (горение, взрыв), сильных электромагнитных (разряд) или механических (ударные волны) воздействиях понятие температу-ры как единой -Характеристики состояния системы теряет свою определенность. В этом случае говорят о неравновесных температурах, характеризующих распределение полной энергии системы между разллчными ее формами (вращательная температура, колебательная температура и т. п.). [c.6]

Важно заметить, что обычно энергетические интервалы между различными колебательными уровнями значительно больше кинетической энергии молекул (которая при комнатной температуре имеет порядок 0,025 электропвольт). С другой стороны, расстояние между вращательными подуровнями меньше, чем их кинетическая энергия. Поэтому плотность населенности на определенном вращательном подуровне данного колебательного уровня зависит от плотности населенности других вращательных подуровней, так как каждое единичное столкновение может приводить к обмену энергией, равной расстояниям между вращательными подуровнями. В результате молекула может очень часто перескакивать с одного вращательного подуровня на другой. Частота этих прыжков (называемая также скоростью вращательной терма-лизации) превышает 10 миллионов в секунду при обычных давлениях, применяемых в газовых лазерах. Однако из-за того, что расстояние между колебательными уровнями значительно больше кинетической энергии молекул, скорость колебательной термализации очень мала около 1000 перескоков в секунду. Время жизни колебательного уровня, включая радиационную релаксацию и релаксацию при столкновениях, около миллисекунды, а время вращательной термализации значительно короче около 10" секунды. Следовательно, в течение времени жизни на колебательном уровне молекула подвергается очень большому числу столкновений, приводящих к вращательной термализации. Это приводит к тому, что распределение молекул по различным вращательным подуровням колебательного уровня является распределением Больцмана (см. рис. 8). [c.70]

Экспериментальная установка. Измерение температуры дуги по молекулярным полосам СМ может быть выполнено на любом спектральном приборе большой или средней дисперсии. Следует работать при величинах спектральной ширины щели в пределах 4—16 см , для которых построены приведенные на рис. 90 и 91 кривые. При такой ширине щели вращательные линии полос, на-кладываясь друг на друга, образуют сплошной фон. Ошибки в измерениях интенсивностей и в построении контуров, необходимых для определения температуры по площадям (по кривым 1) и по спаду интенсивности в полосе (по кривым <3), в этом случае оказываются наименьшими. [c.249]

В 1-2 было указано, что температура есть мера средней кинетической энергии поступательного движения молекул газа. Более подробное изучение поведения молекул газа показывает, что между поступательным и вращательным движениями имеется вполне определенная зависимост1з, вследствие чего температура газа определяет и вращател] -ное движение молекул. Третий вид энергии молекул — энергия внутримолекулярных колебаний — также определяется температурой. Таким образом, сумма перечисленных трех видов энергии молекул зависит только от т е м-пературы газа. Четвертый вид энергии — потенциальная энергия, обусловленная силами сцепления, — зависит для данного газа от того, насколько молекулы находятся близко друг к другу, т. е. от того, какой удельный объем при данной температуре занимает 1 кг газа, или, иначе, под каким давлением при данной температуре находится газ. [c.55]

На четырехшариковой машине, предназначенной для оценки противоизносных свойств, определяются величина износа и коэффициент трения. Три нижних неподвижных шарика связаны с устройством, которое позволяет измерить вращательный момент, передаваемый им верхним вращающимся шариком, и использовать полученный результат для расчета коэффициента трения. Испытания проводят при постоянных температуре, нагрузке и скорости шарики изготовляют из металлов определенного состава. В конце испытания под микроскопом на нижних трех шариках измеряют диаметр пятен износа. Записывают средний диаметр в мм, который и является мерой износа в данных условиях. Фиксируют также внешний вид пятен износа, что позволяет установить вид износа. Испытания проводят при самых различных условиях, поскольку стандартные условия испытания не разработаны. Обычно в этих испытаниях варьируются нагрузка, действующая на шары, рабочая температура, скорость вращения, длительность испытания, материал, из которого изготовляют шарики, внешняя среда и испытуемая жидкость [118]. [c.72]

Относительная погрешность определения температуры, обусловленная погрешнсстью измерения отношения г, прямо пропорциональна температуре Т и обратно пропорциональна разности энергий верхних состояний двух линий ЛТ /Т = кТАг/г(Зх — 3. . Если в качестве примера взять обычную разность энергий во вращательных спектрах (Ё — ( 2 = 4000 см ) и положить Дг/ г = 5 %, то для пламени в 2000 К (й = 0,695 см-1 К 1) получим ДГ/7 = 0,017 и ДГ = = 35 К. [c.420]

Когда температура увеличивается до больших значений, энергия колебательного движения единицы массы на одну степень свободы стремится к величине КТ. Заметим, однако, что при очень высоких температурах колебания нельзя считать гармоническими, так как может происходить взаимодействие между вращательным и колебательным движениями. При 5000°К ошибка в определении за счет негармоничности колебаний равна 7% для N3. [c.185]

Таким образом, чтобы оценить абсолютное значение внутренней энергии системы, необходимо принять во в1нимание все эти формы движения. Обычно, в соответствии с содержанием исследуемой задачи, рассматриваются весьма упрощенные схемы. Так,, например, рассматривается модель идеального одноатомкого газа, внутренняя энергия которого сводится только к энергии поступательного движения молекул. В случае идеального многоатомного-газа внутреннюю энергию определяют как сумму энергий поступательного и вращательного движений молекул. При высоких температурах к этому добавляют еще энергию колебания атомов, в молекуле. При большем пррцближении к свойствам реальных систем определение величины внутренней энергии весьма затруднительно, так как при этом пришлось бы учитывать также энергию взаимодействия молекул и атомов, энергию электронов, внутриядерную энергию и т. п. [c.25]

Определение истинных причин разрушения пленок на металле представляет большой практический интерес. Известно, что оно является результатом воздействии на поверхность котельного металла механических, термомехани-чсских и химических факторов. Механическое разрушение защитной нленки может возникать при колебательных, вращательных и возвратно-поступательных движениях элементов котла. Оно может быть результатом также плохой гидродинамики потока пара и воды, при котором происходит срыв защитной пленки с поверхности металла. Термомеханическое разрушение пленок, вызываемое изменением температуры металла в процессе эксплуатации котла, исследовано М. А. Стыриковичем [63]. Наибольшее разрушающее действие на защитные пленки оказывают так называемые тепловые токи, в результате которых в ряде случаев металл разрушался за несколько десятков часов. [c.147]

И, следовательно, более точную оценку ценности средней непрозрачности Планка [35]. Она также позволяет рассчитать среднюю непрозрачность Росселанда, не поддающуюся простому экспериментальному определению, как непрозрачность Планка. Брин и Нардонни [36] проделали аналогичный расчет с учетом колебательно-вращательных полос N0, однако довели его только до температур 9000° К. Их результаты также согласуются с экспериментальными данными [37, 38] с точностью до множителя 2 [c.414]

При очень низких температурах наилучшим способом определения по формуле (5,20) является непосредственное суммирование, так как при этом играет роль сравнительно небо.1Ьшое число слагаемых. Однако при обычных температурах число имеющих значение вращательных уровней становится очень большим и в таком случае проще использовать асимптотическое разложение, впервые полученное Мульгол.шндом [640] (см. также Кассель [491]) [c.535]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...