Определение колебательной температуры

Определение колебательной температуры [c.422]

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]

Динамическая теория решетки. Метод, предложенный для вычисления теплоемкости Борном и Карманом [6—8], основан на расчете действительного вида колебательного спектра при определенных предположениях о характере межатомных сил. Частоты собственных колебаний решетки вычисляются здесь как корни секулярного уравнения, получающегося из определителя преобразования к нормальным координатам. Степень такого уравнения есть 3. (5—число атомов в одной ячейке), а число уравнений равно числу ячеек. Поэтому все-таки для окончательного вычисления g(v) должны быть развиты соответствующие приближенные методы. Борн и Карман [8] использовали метод, в основном подобный тому, каким мы пользовались при выводе формул (5.1) и (5.2), и показали, что их результаты подтверждают закон Дебая для низких температур, согласно которому теплоемкость [c.320]

Таким образом, существует некоторое распределение вероятностей переходов с колебательных уровней электронных состояний / и II. Кроме того, в зависимости от температуры среды молекулы определенным образом распределяются по этим колебательным уровням. Это распределение описывается формулой Больцмана (3.31). [c.173]

Наоборот, в жидких, как и в твердых, телах каждая молекула находится в близком окружении нескольких своих соседей. При этом равнодействующая этих сил стремится придать молекуле определенное положение равновесия. Однако беспорядочное тепловое движение, существующее при любой температуре и при любом агрегатном состоянии тела, сказывается и у жидкости, вследствие чего каждая молекула не остается неподвижной в своем положении равновесия, а непрерывно колеблется вокруг него, то удаляясь, то приближаясь. Такое колебательное движение молекул жидкости нарушается в некоторый момент, когда под влиянием особо сильного удара соседних молекул или под влиянием нескольких случайных ударов в близких друг другу направлениях молекула удалится из своего положения равновесия на такое большое расстояние, что окажется более близкой к какому-то другому, соседнему положению равновесия, которое в данный момент свободно от присутствия какой-либо другой молекулы. В результате молекула перескакивает из одного положения равновесия в другое, вблизи которого [c.85]

Тепловая энергия в полимерах аккумулируется в форме сложного колебательного движения цепных молекул (напомним, что в кристаллических телах тепло аккумулируется в форме энергии колебаний узлов кристаллической решетки). При относительно низких температурах это движение происходит за счет лишь малых взаимных поворотов соседних звеньев молекул, в то время как конфигурация всей молекулярной цепи остается без изменения. С повышением температуры возникают такие формы колебаний, при которых вся конфигурация цепных молекул постоянно меняется. При этом полимеры, находящиеся преимущественно в аморфном состоянии, не имеют определенной температуры плавления, но с повышением температуры постепенно размягчаются. [c.32]

Когда электрический ток нагревает проводник, происходит переход электрической формы движения в тепловую, при этом совершается работа, которую можно подсчитать либо по тому, сколько израсходовано электрической энергии, либо по тому, насколько нагрелось тело, т. е. насколько возросла энергия беспорядочного движения атомов проводника. В ряде случаев работу можно подсчитать и другим способом, если известна сила взаимодействия между телами (системами), обменивающимися энергией. Например, если лел<ащий на столе брусок толкнуть, он будет скользить по поверхности стола. Однако через некоторое время в результате действия тормозящей силы трения скольжения брусок остановится при этом механическая форма движения бруска (поступательное движение) перейдет в беспорядочное движение молекул бруска и стола в колебательное движение частиц окружающей среды (воздуха), воспринимаемые нами в виде звука. Совершаемая при этом работа (согласно определению этого понятия) может быть подсчитана двумя способами а) по убыли кинетической энергии бруска б) по увеличению температуры бруска и стола с учетом энергии звуковой полны. Однако эту же работу можно подсчитать через силу трения и путь, пройденный бруском до остановки. Все виды расчета дают один и тот же результат. Поэтому в тех случаях, когда известны силы взаимодействия, очень удобно подсчитывать работу по силе, так как этот способ не требует знания того, в какие формы переходит движение данного вида. [c.133]

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]

Колебательные процессы охватывают обширный круг явлений, для которых характерно повторение их характеристик через определенные промежутки времени. Всякое колебание связано с нарушением равновесного состояния среды и проявляется в отклонении ее параметров от равновесных значений (например, при мгновенном сжатии столба газа в трубе —давление газа, температура, плотность, смещение частиц). [c.4]

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]

Гораздо более интересен случай неизотермической смеси. При этом имеются две причины появления конвективной силы — неоднородности температуры и концентрации, а также два диссипативных механизма — теплопроводность и диффузия. Это приводит к появлению качественно новых эффектов. В отличие от чистой среды, равновесие смеси может оказаться неустойчивым относительно колебательных возмущений. Конкуренция диффузии и теплопроводности приводит к неожиданному результату при определенных условиях оказываются конвективно неустойчивыми такие состояния равновесия, при которых градиент плотности направлен вниз (внизу среда более плотная). Явления сильно осложняются перекрестными кинетическими эффектами — термодиффузией и диффузионной теплопроводностью. [c.217]

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]

Положительные ионы металлов в кристаллической решетке не покоятся неподвижно. Они совершают колебательные движения вокруг условных точек, которые называют узлами кристаллической решетки. Чем выше температура нагрева металла, тем больше увеличивается амплитуда колебаний и больше соответственно становится среднее расстояние между атомами (положительными ионами) в металле. Этот фактор давно известен — с повышением температуры нагрева металла его объем увеличивается, т. е. тело расширяется. Тепловое движение в кристаллах в определенной степени является хао- [c.15]

Наложение УЗ-колебаний на контактирующие объекты существенно уменьшает трение режущего инструмента о заготовку, вследствие чего снижается контактная температура. При этом стружка образуется в неустойчивой области колебательной системы инструмент - обрабатываемая заготовка. Поэтому, если и предположить существование определенных факторов, стимулирующих возникновение нароста на режущей кромке, то ввиду кратковременности взаимодействия инструмента и заготовки при наложении УЗ-колебаний схватывания нароста с режущей кромкой не происходит. Об этом свидетельствует почти полное отсутствие пластической деформации и условий образования заусенцев даже при УЗ-обработке резанием заготовок из алюминиевых и медных сплавов. [c.45]

В ряде задач, связанных с анализом населенностей по уровням в пламени, электрических разрядах и лазерной плазме, когда объекты исследований обладают сильным собственным свечением, КАРС спектроскопия может дать суш,ественный выигрыш по сравнению с методом СКР. Для измерения колебательной и враш,а-тельной температур разработаны методики измерений по отношениям интенсивностей фрагментов горячих полос в спектрах КАРС [3, 10]. При этом относительная дистанционность измерений основывается на технике неколлинеарного КАРС [10] с использованием пространственно разнесенных передатчиков и приемника излучения. Если в качестве одного из лучей накачки использовать широкополосное излучение, то получается выполнение комбинационного резонанса для основного и горячих комбинационных переходов одновременно. Поскольку углы фазового синхронизма в соответствии с (6.48) для каждого перехода различны, то возможно разделение антистоксовых лучей не только между собой, но и по отношению к пучкам накачки, что позволяет значительно снизить требования к спектроанализируюш,ей аппаратуре. Соотношения для определения колебательной Гк и враш,а-тельной Гвр температур в разрешенной структуре полосы спектра [c.226]

В частных случаях газн с постоянной удельной теплоемкостью, т. е. при отсутствии ко.юбаний атомов внутри молекул, или газа в определенном интервале температур, в котором энергия колебательных степеней свободы полностью возбуждена, связь у с упрощается. Кроме того, интеграл в уравнении (53) исчезает, так как Нв = 0. В этом случае, поскольку к = [ /(у — 1)1 ПТ, [c.183]

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]

Обычно обмен колебательной энергией у молекул происходит гораздо быстрее, чем обмен между колебательной и поступательной энергиями. Поэтому больцмановское распределение по колебательным возбуждениям у молекул устанавливается довольно быстро, и колебаниям можно приписать определенную температуру Т . Эта температура отвечает ктйчёскому запасу колебательной энергии молекул 8 s = Тц) если обозначить колебательную теплоемкость Сц, то йен = dT - При этом, 1шнечно колебательная температура Гд может сильно отличаться от поступательной температуры молекул Т, в чем и заключается неравновесность газа ). Если колебаниям можно приписать определенную темпера- [c.426]

Основными молекулярными компонентами продуктов, которые рассматриваются ниже, являются N2, СО2, СО, Й2О, Н2, N0. Трехатомные молекулы СО2 и Н2О имеют три типа нормальных колебаний и соответственно три колебательных степени свободы. Многоатомные молекулы, обладаюшие определенной колебательной степенью свободы, будем рассматривать как самостоятельный компонент смеси. В табл. 1.2 приведены характеристические колебательные температуры молекул, а также условные обозначения молекул, которые будут использоваться в дальнейшем. [c.45]

При расчетах неравновесных течений приходится проводить численное интегрирование дифференциальных уравнений, описывающих исследуемый неравновесный релаксационный процесс. Кинетические и релаксационные уравнения, описывающие этот процесс, вблизи равновесия являются, как правило, уравнениями с малым параметром при старщей производной, что существенно усложняет их численное интегрирование. К числу релаксационных относятся уравнения сохранения массы химической компоненты (1.15) для определения колебательной энергии (1.16) для определения скоростей и температур частиц в двухфазных потоках (1.18) для определения массы конденсата в течениях с конденсацией. Неравновесные течения в ряде случаев начинаются из состояния, где система близка к термодинамическому равновесию. В тех же областях, где система близка к равновесию и время релаксации, а следовательно, и длина релаксационной зоны малы, возникают значительные трудности с выбором шага интегрирования. Оказывается, что при использовании для численного интегрирования явных разностных схем типа метода Эйлера, Рунге — Кутта шаг интегрирования для проведения устойчивого счета должен быть настолько мал, что расчет становится практически невозможен даже при использовании современных вычислительных мащин. [c.104]

В рамках обратной задачи в работе [4] численно решена задача расчета течения в плоском сопле при наличии неравновесной релаксации колебательных степеней свободы. Определены колебательные температуры различных мод, установлена инверсная заселенность уровней и определен коэффициент усиления. Исследовано влияние геометрических параметров сопла на инверсную заселенность уровней и коэффициент усиления и продемонстрирована важность учета двумерных эффектов при их определении. На рис. 5.7, а показаны линии М = сопз1 в плоском сопле с угловой точкой при учете (сплошные линии) и без учета (пунктирные линии) колебательной релаксации. Очевидно заметное изменение поля за счет колебательной релаксации, особенно в развитой сверхзвуковой области. На рис. 5.7, б представлены распределения вдоль оси симметрии (пунктирные линии) и контура сопла (сплошные линии) числа М, коэффициента усиления К, температуры поступательных степеней свободы Т и колебательных температур температуры Тх симметричной и деформационной мод СОг, температуры Гг асим- [c.202]

Допущение о постоянной плотности импульсов квантов (см. п. 5) в нро-странстве импульсов в рассматриваемом случае верно только в отношении очень низких частот. В случае решетки графита распределение является анизотропным, что должно привести к квадратичной зависимости теплоемкости от температуры в некотором интервале. Однако различные авторы по-разному оценивают вид колебательного спектра графпта и границы температурного интервала, в пределах которого выполняется квадратичная зависимость теплоемкости от температуры. Вместе с тем все исследователи сходятся на том, что ниже определенной температуры квадратичная зависимость должна смениться обычной кубической, хотя само значение этой температуры определяется пока в основном принятым способом вычислений. Точные количественные теоретические предсказания такого рода усложняются тем, что для оценки межатомных взаимодействий нужно знать упругие постоянные, которые для графита не измерялись. [c.346]

Основным видом теплового движения атомов в твердых телах является колебательное движение около положений равновесия с амплитудами, малыми по сравнению с постоянной решетки. Однако при достаточно высоких температурах оказываются заметными скачкообразные перемещения атомов на расстояния порядка постоянной решетки. Такие перемещения, многократно повторяясь, приводят к беспорядочному блужданию атомов по объему тела — диффузии. При определенных условиях, когда вероятности перескоков атомов в противоположных направлениях оказываются различными, на это беспорядоч-пое блуждание может накладываться и упорядоченное перемещение, преимущественно совершающееся в каком-нибудь направлении и приводящее к возникновению пап-равлеиного диффузионного потока атомов. [c.234]

Обе формулы ((5.7) и (5.8)) могут быть использованы для измерения и определения температуры в такой же мере, как и (5.2) и (5.5). Такое опеределение температуры по формулам излучения является даже более общим, поскольку оно пригодно как для пространства, заполненного веществом, так и для вакуума. Поэтому распространенное определение температуры в качестве величины, пропорциональной средней кинетической энергии поступательного движения молекул, следует рассматривать как частное определение температуры, а именно температуры газа, приближающегося по своим свойствам к свойствам идеального газа. Уже для твердого тела это определение оказывается неудовлетворительным, поскольку движение молекул в нем имеет колебательный характер. Квантовая механика делает это определение совершенно непригодным при низких температурах. В то же время формула (5.7) оказывается справедливой при любых условиях. [c.187]

РЕАКЦИЯ [термоядерная — реакция слияния легких атомных ядер в более тяжелые, происходящие при высоких температурах 10 К фотоядерная- -расщепление атомных ядер гамма-квантами цепная — реакция деления атомных ядер тяжелых элементов под действием нейтронов, в каждом акте которой число нейтронов возрастает, так что может возникнуть самоподдерживающийся процесс деления ядерная — превращение атомных ядер, вызванное их взаимодействием с элементарными частицами, в том числе с гамма-квантами, или друг с другом] РЕВЕРБЕРАЦИЯ — процесс постепенного затухания звука в закрытых помещениях после окончания действия его источника РЕЗОНАНС (есть явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний системы при приближении частоты вынужденной силы к собственной частоте колебаний системы акустический — избирательное поглощение энергии фононоБ определенной частоты в парамагнитных кристаллах, помещенных в постоянное магнитное поле антиферромагнитный — избирательное поглощение энергии электромагнитных волн, проходящих через антиферромагнетик, при определенных значениях частоты и напряженности приложенного к нему магнитного поля гигантский — широкий максимум, которым обладает зависимость сечения ядерных реакций, вызванных налетающей на атомное ядро частицей или гамма-квантом, от энергии возбуждения ядра магнитный — избирательное поглощение энергии проходящих через магнетик электромагнитных волн на определенных частотах, связанное с переориентировкой магнитных моментов частиц вещества параметрический — раскачка колебаний при периодическом изменении параметров тех элементов колебательных систем, в которых сосредоточивается энергия колебаний) [c.271]

В школьном учебнике по фИзике [51] дано следующее определение Физическая величина, показывающая, какое количество теплоты требуется для изменения температуры вещества массой 1 кг на 1° С, называется удельной теплоемкостью . Кроме того, указано, что количество теплоты, необходимое для нагревания тела (или выделяемое им при остывании), зависит от рода вещества... [51]. Таким образом, понятно, что теплоемкость тела будет тем больше, чем больше разнообразных движений могут совершать атомы в нем, поскольку на каждое движение расходуется тепловая энергия. В твердом теле все частицы колеблются около постоянных положений равновесия, и колебания передаются от одной частицы к Другой, потому Что они как пружинками связаны упругими силами. Немецкий физик и химик Питер Дебай— один из основоположников теории твердого тела в 1912 г. показал, что эти колебательные движения распространяются в твердом теле по всем направлениям как упругие волны — гиперзву-ковые волны высокой частоты. В так называемой модели твердого тела Дебая главным является представление о твердом теле как об изотропной упругой среде, способной совершать колебания в конечном диапазоне частот, Дебай рассчитал спектр таких Собственных частот колебаний для [c.146]

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]

Вибрационную природу максимумов электронных полос можно подтвердить, внимательно сравнив структуры спектров поглощения и испускания. В ряде соединений имеется определенное сходство в расположении, а иногда и распределении интенсивности колебательных максимумов обоих спектров, их зеркальная симметрия. В табл. 4 сопоставлены, например, разности Уп—Уе частот максимумов полос поглощения и испускания радикала трифе-нилметана, измеренных при низкой температуре [3]. Их симметрия свидетельствует о колебательном происхождении структуры спектров. [c.69]

Все металлы находятся в твердом состоянии до определенной температуры. Атомы, находящиеся в узлах кристаллической решетки, не-пре 1Ывно совершают колебательные движения с частотой порядка [c.68]

Нагревание металлов, усиливая колебательное движение ион-атомов вокруг центральных осей, затрудняет перемещение электронов, т. е. увеличивает электросопротивляемость металла. Поэтому измерением этой величины можно определить температуру. В этом состоит принцип работы термистеров (термометров сопротивления). При постепенном же охлаждении металла электропроводность увеличивается, колебательное движение ион-атомов уменьшается и проходимость электронов между ними облегчается. По достижении некоторой определенной температуры, близкой к абсолютному нулю, у некоторых металлов, например у таллия, олова, ртути, наблюдается необычно резкое возрастание электропроводности (сверхпроводимость). [c.37]

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]

Вид эпектронного спектра. Мы убедились, что, несмотря на простую технику эксперимента, электронная спектроскопия недостаточно надежна для идентификации матрично-изолированных частиц. Однако если спектр отнесен к определенной частице, то в ряде случаи удается получить дополнительную инффмацию о частоте одного из ее колебаний. (У молекул, состоящих более чем из двух атомов, имеется не одно колебание, однако из электронного спектра обычно не удается получить несколько частот.) Позже (в гл. 6) мы обсудим влияние матрицы на эти частоты и энергию соответствующих электронных переходов здесь же отметим, что электронный спектр, полученный в матрице, отличается от спектра в газовой фазе. В газофазном спектре присутствуют полосы, обусловленные поглощением энергии колебательно-возбужденными частицами (в результате получения их при высоких эффективных температурах). Напротив, матрично-изолированные частицы находятся при очень низких температурах, и их полосы поглощения обусловлены переходами с низшего колебательного уровня основного электронного состояния. На рис. 5.2 приведена диаграмма, демонстрирующая различие этих спектров. [c.94]

Кристаллизация (затвердеванне) металлов. Все металлы при нагреве их до определенной температуры сохраняют твердое состояние. Атомы, находящиеся в узлах кристаллической решетки, непрерывно совершают колебательное движение. Чем выше температура металла, тем больше амплитуда колебаний атомов. При дальнейшем нагреве металла амплитуда колебаний атомов настолько увеличивается, что достигает некоторой критической величины, при которой происходит разрушение кристаллической решетки. Разрушение кристаллической решетки приводит к хаотическому расположению атомов относительно друг друга, в результате чего металлы из твердого состояния переходят в жидкое. [c.63]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...