Процессы колебательной релаксации

Процессы колебательной релаксации [c.347]

При высоких температурах существенную роль в процессе колебательной релаксации играет обмен энергией колебаний при столкновениях между молекулами. Кинетическая теория, учитывающая эти процессы [c.226]

То есть процесс колебательной релаксации в такой системе происходит за счет взаимодействия двухатомных молекул с атомами -инертного газа.— Прим. ред. [c.535]

В последнее время появились работы, посвященные расчетному исследованию течений в соплах Лаваля на основе решения полных уравнений Навье — Стокса [102, 103, 191, 204, 205]. В этих работах для нахождения стационарного решения используется метод установления. В работе [205] проведено исследование колебательно-неравновесного течения смеси СОг — N2 — О2 — Н2О в плоских соплах Лаваля при больших и умеренных числах Рейнольдса. Изучен ряд особенностей, свойственных этим течениям процессы колебательной релаксации в невязком ядре и пограничном слое, двумерный характер течения, влияние колебательной релаксации на распределение газодинамических параметров, обратное влияние пограничного слоя на течение в невязком ядре потока. [c.348]

Тепловые неустойчивости проявляются во влиянии теплового режима я процессов переноса на параметры плазмы. Ярким примером является тепловой взрыв в лазере на угарном газе. Как во всяком молекулярном газе, колебат. темп-ра в плазме этого лазера превышает доступах, темп-ру газа. В процессе колебат. релаксации, связанной с тушением колебательно возбуждённых молекул, часть колебат. энергии переходит в поступательную, что приводит к повышению [c.353]

Межмолекулярные взаимодействия оказывают существенное влияние на характер колебательного движения атомов и могут привести к изменению формы, динамических и электрооптических параметров молекул. Соответствующим образом искажаются полосы поглощения и рассеяния. Наиболее характерным проявлением влияния среды на спектры при переходе вещества из газовой фазы в конденсированную является уширение полос и изменение их формы. Исследование характера изменений спектральных полос служит основой для изучения процессов колебательной, вращательной и поступательной релаксаций, природы межмолекулярных взаимодействий, строения жидких систем, для обнаружения ассоциатов и оценки величин флуктуаций. [c.130]

В то же время в [7] показано, что даже в парах воды, молекулы которой обладают аномально высокими скоростями колебательной релаксации, за ударной волной может существовать достаточно протяженная зона с неравновесным распределением энергии по колебательным степеням свободы. Другой причиной, указывающей не необходимость учета при теоретическом моделировании детонации совместного протекания химических реакций и колебательной релаксации, является возможность образования продуктов реакций в колебательно-возбужденных состояниях [8]. Это существенным образом может повлиять на изменение динамики всего процесса, поскольку константы скорости химических реакций зависят от степени колебательного возбуждения реагирующих молекул [9]. [c.91]

При совместном протекании колебательной релаксации и химических превращений за фронтом ударной волны строгий учет всех процессов даже для простых многокомпонентных систем в настоящее время трудно осуществим. Связано это с тем, что по современным представлениям [10, 11] молекула, находящаяся в любом колебательном состоянии, имеет ненулевую вероятность преодолеть активационный барьер. Поэтому в неравновесных условиях нужна информация о функциях распределения молекул по колебательным уровням. В то же время многие вероятности процессов колебательно-поступательного УТ- и колебательно-колебательного УУ-обмена, необходимые для расчета функций распределения, неизвестны. Отсутствуют также данные о константах скорости химических реакций с участием молекул, возбужденных в заданное колебательное состояние. Это вызывает необходимость введения определенных упрощений. [c.92]

Если при теоретическом анализе релаксации во фронте сильной ударной волны в воздухе произвести рассмотрение химических процессов и учесть точные значения для констант колебательной релаксации молекул кислорода и азота [8], то можно рассчитать верхние границы концентраций N0. Эти границы для концентраций N0, по-видимому, подтверждены как опытами по ультрафиолетовому поглощению, так и путем измерения излучения. [c.501]

Выше мы рассмотрели релаксацию, предполагая, что протекает только один процесс. Это, конечно, справедливо для колебательной релаксации чистых жидкостей, состоящих из двухатомных молекул. [c.183]

При температурах за фронтом ударной волны в двухатомном газе порядка 3000—7000° К ионизации еще нет, колебания молекул возбуждаются сравнительно быстро и уширение фронта волны связано с наиболее медленным релаксационным процессом — диссоциацией молекул. Оценки показывают, что время колебательной релаксации при указанных температурах примерно на порядок меньше времени установления равновесной диссоциации. Поэтому приближенно можно считать колебательную энергию в каждой точке релаксационной зоны, так же как и вращательную, равновесной. Параметры газа эа скачком уплотнения соответствуют промежуточному значению показателя адиабаты у = 9/7 (колебания при столь высоких температурах вполне классичны ). Их можно вычислить по формулам (7.20), (7.21). [c.385]

Анализ показывает, что время релаксации для диссоциации приблизительно на порядок меньше, чей для рекомбинации. Поэтому для оценки эффектов релаксации надежнее пользоваться временем рекомбинации, хотя грубую оценку можно сделать к по времени прямой реакции. То же можно сказать о колебательной релаксации, имея в виду, что о реальных процесса.ч время возбуждения ДО заданной температуры меньше времени затухания колебаний при обратном процессе, начинающемся от той же температуры. [c.189]

Временные релаксации колебательных степеней свободы на один-два порядка меньше времен для химических реакций, а энергия их сравнима с химической энергией при течениях высокотемпературной смеси. Тем не менее процесс колебательной дезактивации из-за больших градиентов газодинамических параметров может протекать неравновесно. [c.45]

Времена релаксации колебательных степеней свободы на один— два порядка меньше времен для химических реакций, а энергия их сравнима с химической энергией при течениях высокотемпературной смеси. Тем не менее процесс колебательной дезактивации из-за больших градиентов газодинамических параметров, особенно при малых абсолютных размерах сопла, может протекать неравновесно. В последние годы возрос интерес к изучению процессов колебательной дезактивации в сопле в связи с проблемой создания газодинамических оптических квантовых генераторов Неравновесное протекание дезактивации колебательных степеней свободы приводит к возникновению инверсной заселенности колебательных уровней молекул, необходимой для инициирования излучения. Метод [c.200]

Волков В. А. О некоторых особенностях систем неявных конечно-разностных уравнений химической и колебательной релаксации//Математическое моде лирование процессов образования и распространения токсичных компонентов в воздушном бассейне М Изд во МАИ, 1982 С 3—12 [c.235]

При наличии релаксационных процессов энергия поступательного движения молекул в звуковой волне перераспределяется на внутренние степени свободы. При этом появляется дисперсия скорости звука, а зависимость коэфф. поглош,ения на длину волны от частоты имеет в этом случае максимум на нек-рой частоте, наз. частотой релаксации. Величина дисперсии скорости звука и величина максимального коэфф. поглощения зависят от того, какие именно степени свободы возбуждаются под действием звуковой волны, а частота релаксации, равная обратному значению времени релаксации, связана со скоростью обмена энергией между различными степенями свободы. Т. о., измеряя скорость звука и поглощение в зависимости от частоты можно судить о характере молекулярных процессов и о том, какой из этих процессов вносит основной вклад в релаксацию. Этими методами можно исследовать возбуждение колебательных и вращательных степеней свободы молекул в газах и жидкостях, процессы столкновения молекул в смесях различных газов, установление равновесия при химич. реакциях, перестройку молекулярной структуры в жидкостях, процессы сдвиговой релаксации в очень вязких жидкостях и полимерах, различные процессы взаимодействия звука с элементарными возбуждениями в твёрдых телах и др. [c.220]

Расчеты показывают [392, 393], что при давлении Р атм и температуре Г 300°К время релаксации реакции (3.97) порядка 10 сек и ниже. Время релаксации реакции (3.98), ио данным авторов [392—394], в области температур 300—1000 °К и давлении Р= 1 атм изменяется в пределах от 10 до 10 сек. Значения времен колебательной релаксации N2O4 и NO2 при нормальных условиях порядка 10- сек и ниже [32, 395]. Время колебательной релаксации кислорода при давлении Р= атм и температуре 7 = 300°К, как следует из данных работ [396— 399], составляет около 10 3 сек. Время колебательной релаксации N0 при этих условиях существенно меньше [400—404]. Сравнение приведенных величин показывает, что при расчете течений четырехокиси азота в диапазоне температур 300—1500 °К можно ограничиться только учетом кинетики реакции (3.98), полагая, что процессы колебательной релаксации N2O4, NO2, N0, О2 и реакция (3.97) протекают квазиравновеспо. [c.142]

Рассмотренные процессы типичны для раэл. видов плазмы, но для каждой конкретной системы могут оказаться важными, определяющими свойства и параметры плазмы, и др. типы процессов. Напр., это могут быть процессы колебательной релаксации возбуждённых молекул, процессы тушения возбуждённых молекул и атомов при столкновении с электронами и нейтральными частицами, процессы разрушения отрицат. ионов и т. д. [c.353]

Будем использовать для описания процессов колебательной релаксации модель локальных колебательных температур [11]. При этом каждому типу колебаний молекулы ставится в соответствие свой гармонический осциллятор. Поскольку скорость внутримодового УУ-обмена существенно больше скоростей междумодового УУ -обмена и УТ-релаксации, то в моде быстро устанавливается квазиравновесное больцмановское распределение с температурой, отличной от Т. [c.92]

В русское издание книги включены два дополнения, помещенные в конце второго тома. В первом из них, подготовленном сотрудницей автора профессором Р. Беренсон, излагаются полученные в последнее время результаты по применению кристаллических коэффициентов Клебша — Гордана в ряде задач спектроскопии твердого тела. Второе дополнение, написанное К. К. Ребане и В. В. Хижняковым, посвящено теории резонансного вторичного свечения кристаллов. Проблеме резонансного рассеяния в основном тексте книги уделено мало места, хотя автор подчеркивает то значение, которое она приобрела в последние годы. Указанное дополнение имеет целью на примере примесного центра в кристалле дать представление о том, каким образом при резонансном возбуждении в полосе поглощения благодаря свойственным кристаллу быстрым процессам колебательной релаксации подавляющая доля энергии трансформируется в люминесценцию и каким образом из общего потока вторичного свечения можно выделить две другие компоненты — рассеяние и горячую люминесценцию. [c.7]

Таким образом, в рассматриваемой модели спектр РВС действительно содержит узкие спектральные линии ОЛ, ГЛ и РРКР. Как это и должно быть, ОЛ соответствуют линии, обусловленные излучением после окончания колебательной релаксации, ГЛ — линии излучения в процессе колебательной релаксации, а РРКР —линии излучения до колебательной релаксации в возбужденном электронном состоянии. При этом один-един-ственный релаксационный переход (переход М- М—1) необходим и достаточен для нарушения фазовой корреляции между первичным и вторичным фотонами, что и приводит к ГЛ. Этот результат полностью подтверждает критерий фазовой релаксации для разделения рассеяния и ГЛ. [c.348]

В активной среде Х.л. наряду с реакцией (1) протекают разнообразные столкновительные процессы с участием колебательно возбуждённых,молекул. Эти процессы оказывают существ, влиян на формирование заселённостей и определяют выходИ е характеристики X. л, Наиб, важным является процесс колебательно-поступательной релаксации колебательно возбуждённых молекул [c.411]

Для начала опишем связанный с неупругнми столкновениями процесс безызлучательной релаксации, иногда называемый столкновительным опустошением. В газах и жидкостях энергия перехода передается окружающим частицам в форме энергии электронного и колебательного возбуждения или поступательного движения Данная релаксация обусловливается переносом энергии, который особенно эффективно происходит в том случае, когда энергии возбуждения релаксирующих частиц (частицы В) и частиц, которые получают энергию вследствие переноса (частицы Л см. рис. 2.12), практически совпадают, т. е. [c.67]

Рис. 1.8. Схематическое представление уровней энергии органической молекулы и релаксационных переходов между этими уровнями. Слева показаны три низших синглетных уровня, а справа — два низших триплетных уровня. На электронные уровни накладываются колебательные З ровни. С целью упрощения для каждого электронного уровня показаны колебательные уровни только одного нормального колебания. В действительности большая молекула обладает очень большим числом нормальных колебаний (при Jf атомах их число равно 3 X—6), которые образуют множество колебательных уровней. В колебательную релаксацию вносят вклад также переходы между уровнями, относящимися к различным нормальным колебаниям. Переходы внутри син-глетной системы и внутри трнплетной системы называются внутренней конверсией (ВК), а переходы между этими двумя системами — интеркомбинационной конверсией. (ИК). Скорости релаксации для показанных процессов имеют следующие типичные значения

Колебательная релаксация в многоатомных газах и смесях газов рассмотрена в ряде работ [2, 6, 7] при условии, что возбуждаются только две колебательные степени свободы. Таким многоатомным газом, в частности, является углекислый газ СО2. При температурах Г<5000°К симметричная валентная степень свободы (частота колебаний з=7134Х ХЮ сек ) не возбуждена несимметричная валентная (vi = = 3855-10 ° сек ) и деформационная (v2 = 2000-10 ° се/с ) колебательные степени свободы случайно вырождены (vi 2v2). В связи с этим вырождением в СО2 наблюдаются два процесса простой обмен энергией между колебаниями V2 и поступательными степенями свободы и резонансный обмен энергией между колебаниями 2 и vj. Соответственно этому выведены [7] два уравнения релаксации колебательных энергий i и 2 и формулы для продолжительности релаксации тг (возбуждение 2-колебаний) и ti,2 (обмен энергией между V2- и vi-колебаниями), выражающие сложную зависимость продолжительности релаксации от поступательной температуры Т и колебательной температуры Т . [c.372]

При учете взаимного влияния химических превращений и процессов колебательного энергообмена в зоне индукции наблюдается значительное отличие колебательных температур ОП (Тб) и симметричной и асимметричной мод П2О (Т1, Т3). Обусловлено оно тем, что в реакции П2 + О —ОП + ОП образуются колебательно-возбужденные молекулы ОП Е = 5624К), а в реакции ОП + П2 П + П2О -колебательно-возбужденные молекулы П2О Е = 8053К). Поэтому в начале зоны индукции и наблюдается резкое увеличение Т1, Т2, Т3, Тб. Вследствие большой скорости УТ-релаксации Т2 очень быстро уменьшается. В то же время, так как моды г/1 и г/з связаны быстрым УУ -обменом с ОП (П20(г/1,1У3) + 0П(1/ = 0) П20(000) + 0П(1/ = 1)), Т1 и Тз уменьшаются значительно медленнее Т2. Поскольку Тб достигает 4500 К и сохраняется на длине 1 ж, то в принципе нетрудно провести экспериментальную проверку эффекта неравновесного возбуждения, измеряя интенсивность спонтанного излучения ОП на длине волны Л = 2.7 мкм. [c.98]

На основании этих результатов можно сделать вывод, что обмен энергией между внутренними и внешними степенями свободы в жидкой двуокиси серы осуш,ествляется как двойной релаксационный процесс. Колебательные моды наипизшей частоты (с меньшей энергией кванта) очень легко обмениваются энергией с волнами, так что соответствующее время релаксации очень мало ). Остальные колебательные моды обмениваются энергией с волной гораздо медленнее, а релаксационный процесс, по-видимому, характеризуется единственным (средним) временем релаксации. Значения этих времен релаксации настолько различны, что названные два релаксационных процесса проявлялись раздельно. [c.188]

С явлением диссипации мы познакомимся более подробно в следующем параграфе при рассмотрении поглощения звука в релаксирующей среде. Поглощение звуковых волн представляет собой характерный пример диссипации механической энергии. Примером неполного использования энергии вследствие необратимости может служить рассмотренный выше идеализированный случай истечения газа в пустоту с полностью замороженными колебаниями. В кинетическую энергию разлета идет только обратимая часть внутренней энергии энергия поступательных и вращательных степеней свободы, а энергия колебаний так и остается в молекулах, благодаря чему скорость истечения оказывается меньшей. Подобные эффекты необратимости при наличии неравновесных процессов могут привести к дополнительным потерям в высокоскоростных турбинах при высоких температурах, в соплах ракетных двигателей и т. д. На использовании эффекта повышения энтропии с течением времени основан независимый метод измерения времени колебательной релаксации т, примененный Кантровицем [1] для исследования релаксации в СОг. [c.427]

НИИ При распространении в нелинейно поглош,аюш,ей среде в пренебрежении нелинейными тепловыми эффектами, обусловленными нагревом газа за счет вторичных процессов столкновительной релаксации. Это накладывает ограничения на длительность импульсов X, а именно, расчет на основе (8.47) справедлив при резонансном поглощении на КВ-переходах при т<Стут, где Хут — время колебательно-поступательной релаксации. [c.206]

Отмеченные здесь релаксационные процессы — это процессы колебательной и вращательной релаксации их часто называют кнезеровскими процессами или термической релаксацией возбуждения внутримолекулярных колебаний. В газах возможен также ряд других процессов. Это так называемая трансляционная релаксация установления максвелловского распределения скоростей молекул газа (как это следует из кинетической теории газов, она происходит всего за несколько столкновений частиц). Это также химические релаксационные процессы диссоциации и ассоциации в газах под действием звука, когда число частиц непостоянно. Возможен и ряд других релаксационных процессов. [c.48]

Укажем здесь только, что в жидкостях могут происходить разнообразные и весьма сложные релаксационные процессы термическая релаксация (кнезеровские эффекты, возбуждения колебательных и вращательных степеней свободы молекул), поворотноизомерная релаксация, химическая релаксация. В акустической волне может возникать под действием деформаций сжатия и сдвига так называемая структурная релаксация. Под этим понимают изменение ближнего порядка в расположении молекул, что приводит к некоторой перестройке структуры жидкости. Все эти типы релаксаций связаны в основном с объемной вязкостью, хотя структурная релаксация может происходить и под действием сдвиговой волны в маловязких жидкостях — на очень высоких частотах. В жидкости могут наблюдаться сразу несколько различных релаксационных процессов. [c.48]

Отличие колебательных температур, а следовательно, колебательных энергий компонентов от равновесных значений приводит к изменению газодинамических параметров потока в сопле. Общий характер измепеиия параметров в перавиовесном течешш с колебательной релаксацией аналогичен случаю химически неравновесного течения. Температура газа, давление, скорость п импульс в неравновесном течении меньше соответствующих значений в равновесном течении, и больше, чем в замороженном. Плотпость газа по-прежнему изменяется незначительно при изменении характера протекания процесса. Расчеты показывают, что при небольших значениях параметра Ф (<10 МПа мм) отличие давления и 6 температуры газа от соответствующих равновесных значении может составлять 10—20 7о. В предельном случае колебательно-замороженного течения, иа- чинающегося от критического сечения сопла (4 =0), эти различия могут составлять 40—50 % (рис. 6.2). [c.285]

N2, СО, С02(л з), характеристическая колебательная температура которых превышает 3000 К, а H20(v2), С02( г) и 02(vi), характеристическая колебательная температура которых значительно меньше и, следовательно, вклад от колебательной энергии в энтальпию газа больше. Одпако поскольку времена релаксации процессов реакомбинации обычно значительно больше, чем времена колебательной релаксации, то при фиксированных значениях ро и степень незавершенности процессов рекомбпнацнн (а стало быть и обусловленные ею потери) оказывается значительно больше, чем для процессов колебательной дезактивации. Потери, обусловленные колебательной неравновесностью, резко уменьшаются при увеличении параметра Y и при значениях Y > 10 МПа в несколько раз меньше, чем потери, обусловленные химическо11 неравновесностью. [c.286]

Если в газе могут протекать к.-л. химич. реакции, то связанные с ними релаксационные процессы накладываются на колебательную и вращательную релаксации, и это усложняет картину Д. с. 3. Такое явление наблюдается, напр., в газе N02, где наряду с колебательной релаксацией значительный вклад в дисперсию даёт реакция 2N02 N204, к-рая всегда имеет место в этом газе. Величина Ас/Со в воздухе не превышает 0,032% и обусловлена в основном наличием паров воды частота релаксации зависит от влажности и при нормальных условиях увеличивается с ростом по-следнех по закону [c.121]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...