Молекулярное поглощение при высоких температурах

Молекулярное поглощение при высоких температурах [c.276]

МОЛЕКУЛЯРНОЕ ПОГЛОЩЕНИЕ ПРИ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ 277 [c.277]

Уточненный расчет коэффициента молекулярного поглощения при высоких температурах [c.279]

Основной причиной образования рыбьей чешуи является отрыв эмали от металла под давлением молекулярного водорода. При высоких температурах сталь поглощает водород, который растворяется в металле в атомарной форме. Растворимость водорода зависит от структуры стали. Известно, что -железо поглощает меньше водорода, чем у-железо. Играют роль и примеси, присутствующие в стали. Например, примеси серы, фосфора, кремния, мышьяка, образующих гидриды с водородом, способствуют поглощению водорода сталью. При понижении температуры до комнатной растворимость водорода падает в 10 раз. Водород выделяется и скапливается в виде газа в местах дефектов структуры стали, на границе между металлом и эмалью. Создается давление, доходящее до 110 атм, которое и приводит к отрыву эмали от отдельных участков поверхности (вблизи дефектов металла, в местах ослабленного сцепления грунта с металлом). В сочетании с напряжениями в эмалевом слое, возникающими за счет различия коэффициентов расширения металла и эмали, давление водорода приводит к отколам эмали различной глубины и формы. Чем больше на- [c.264]

Характерной особенностью физической газовой динамики является изучение течений жидкости и газа при высоких температурах и в широком диапазоне изменения давления. Высокие температуры среды исключают возможность полного количественного и качественного описания современных механических проблем в рамках модели совершенного газа с постоянной теплоемкостью. С ростом температуры в газе начинают происходить такие процессы, как возбуждение вращательных и колебательных степеней свободы, диссоциация (рекомбинация) молекул, возбуждение электронных уровней атомов, ионизация (нейтрализация) атомов, излучение и поглощение лучистой энергии. Течение сильно нагретого газа около стенок приводит к их термическому разрушению. Все эти процессы относятся к области молекулярной и атомной физики, сыгравшей в начале этого века очень важную роль в расширении наших представлений о строении атомов и о законах микромира. Результаты этого раздела физики применялись к изучению электрических разрядов в газах и для решения астрофизических проблем. Сейчас же они образуют научный фундамент многих важных технических задач сегодняшнего дня. [c.5]

Температура расплавленного железа в районе анодного (или катодного) пятна достигает температуры кипения 2200—2300 °С. При высокой температуре происходит диссоциация (разъединение, распад) некоторой части молекулярных газов на атомарные, которая сопровождается поглощением тепла [c.114]

При высоких температурах в газах существенную роль играют процессы переноса энергии в форме излучения. Излучение (радиация) — это атомно-молекулярный процесс, в результате которого часть внутренней энергии вещества превращается в лучистую энергию, распространяющуюся через электромагнитное поле. Взаимодействуя с атомами и молекулами при прохождении газовой среды, лучистая энергия вновь трансформируется в энергию теплового движения структурных частиц среды (поглощается). В результате поглощения и излучения происходит перенос лучистой энергии и тепла сквозь газовую среду. [c.642]

При высоких температурах в газах протекают разнообразные физические и физико-химические процессы возбуждение молекулярных колебаний, диссоциация, химические реакции, ионизация, излучение света. Эти процессы влияют на термодинамические свойства газов, а при достаточно быстрых движениях и достаточно быстрых изменениях состояния вещества на движение оказывает влияние и кинетика указанных процессов. Особенно важную роль при очень высоких температурах играют процессы, связанные с испусканием и поглощением излучения, и лучистый теплообмен. Перечисленные выше процессы часто представляют интерес и не только с точки зрения их энергетического влияния на движение газа они вызывают изменения состава газа, его электрических свойств, приводят к свечению газа и возникновению многих оптических эффектов и т. д. Изучению всех этих вопросов, всему тому, что составляет содержание вновь возникшей ветви науки — физической газодинамики , и посвящена значительная часть книги. [c.11]

Энергия атома определяется только его электронным состоянием. Энергия молекулы, помимо электронного состояния, зависит еще и от интенсивности колебательного и вращательного движений. Поэтому число энергетических уровней и число возможных переходов между ними у молекул гораздо больше, чем у атомов молекулярные спектры значительно сложнее, чем атомные. Иногда отдельные линии в спектре расположены настолько близко друг к другу и число их столь велико, что в некоторых участках они образуют почти непрерывный спектр. При высоких температурах или плотностях газа линии из-за сильного уширения могут даже перекрываться. Поэтому полосатые молекулярные спектры излучения и поглощения в некоторых условиях оказывают существенное энергетическое влияние, аналогично непрерывным спектрам. Большое значение имеют молекулярные спектры для поглощения и испускания света в воздухе при температурах порядка нескольких тысяч и десятка тысяч градусов. [c.260]

Рассмотрим молекулярное поглощение света при высоких температурах на примере молекул N0. Окись азота образуется в воздухе при температурах порядка 2000—10 000° К в довольно значительной концентрации порядка нескольких процентов (см. 4 гл. III). Поглощение света молекулами N0, как будет видно из дальнейшего, в некоторых условиях играет существенную роль для оптических свойств нагретого воздуха. Расчеты поглощения молекулами N0 были сделаны в работе [21], которой мы в основном и будем следовать. [c.277]

Молекулы ряда элементов, таких, как кислород, азот, водород, при высоких температурах дуги частично распадаются на атомы (диссоциируют). В атомарном состоянии эти элементы обладают более высокой химической активностью, чем в молекулярном. Вследствие этого окисление элементов, насыщение металла азотом и поглощение водорода в процессе сварки протекает более интенсивно, чем при обычных металлургических процессах. [c.53]

Охлаждающее действие средств основано на эффекте теплообмена, когда нагретые до высоких температур инструмент, изделие и стружка передают часть теплоты, поступающей к кромкам, среде, либо когда обрабатываемое изделие или инструмент, охлаждаемые средой, за счет теплопередачи отводят из зоны резания часть теплового потока. Кроме того, охлаждение зоны резания может осуществляться за счет испарения среды, происходящего при поглощении тепловой энергии. Смазывающее, воздействие средств сводится к образованию на трущихся поверхностях смазочной пленки, снижающей усилия резания и температуру в зоне резания. Смазочная пленка за счет молекулярного сродства с материалом инструмента или изделия прочно удерживается на поверхностях трения даже при высоких давлениях, возникающих в процессе резания. Кроме смазывающего эффекта, пленки должны препятствовать адгезионному и диффузионному износу инструмента. [c.97]

Весьма важны при сварке и процессы взаимодействия металла с водородом, его поглощение металлом. Как уже указывалось в II. 1, источники водорода в условиях сварки достаточно разнообразны. Водород может поступать в реакционное пространство в чистом виде, а также в виде продукта диссоциации воды и различных водородсодержащих соединений. При этом высокие температуры при сварке, особенно дуговой, приводят к значительной диссоциации молекулярного водорода на атомарный, который легко растворяется и в жидком, а часто и в твердом металле. Так, например, твердый титан даже при относительно низких температурах (300—350° С) может поглощать водород достаточно интенсивно. [c.90]

Присадки хрома, молибдена, ванадия и титана особенно сильно способствуют поглощению азота сталью, а присадки никеля действуют в противоположном направлении. Это влияние никеля используется для изготовления арматуры печей азотизации и способствует высокому сопротивлению хрупкому разрушению аппаратуры при длительной работе. При умеренных температурах атомарный азот интенсивно реагирует с металлом, тогда как молекулярный азот, находящийся в атмосфере воздуха, не так активен и, как правило, в большинстве сплавов не поглощается. [c.670]

Если же газ, например, кислород, диссоциирует при высокой температуре, то образуется реагирующая смесь из молекулярного и атомарного кислорода, свойства которой определяются степенью диссоциации, т. е. концентрацией компонентов. Поскольку концентрация зависит от температуры и давления, то смесь не подчиняется уравнениям совершенного газа, хотя ее компоненты можно рассматривать как совершенные газы. При течении диссоциирующего газа степень диссоциации будет изменяться, т. е. будет наблюдаться массообмен, который сопровождается поглощением или выделением теплоты диссоциации. [c.197]

Звезды, спектры которых содержат молекулярные полосы поглощения, в табл. 1 не включены, так как такие полосы нарушают непрерывность спектра. В сущности, все звезды обнаруживают линейчатые спектры, которые также, хотя и в меньшей степени искажают результаты, нарушая непрерывный спектр. Однако имеются более важные причины отклонения от распределения, соответствующего абсолютно черному телу. Кроме того, предположение о том, что измеряемые величины являются монохроматическими, не подтверждается и эффективная длина волны изменяется с изменением температуры. Тем не менее величины цветовых температур незначительно отличаются от найденных более точными методами. Для самых горячих звезд эти температуры получаются несколько заниженными и недостаточно точными, так как при высоких температурах цвет уже не зависит от температуры. Для самых холодных звезд тепмературы, наоборот, получаются завышенными. [c.389]

На рис. 1 представлена зависимость Ямол для aW04 (кривая/) и AI2O3, сапфира (кривая 2) от температуры [3]. На том же рисунке для сравнения приведена зависимость Яи, вычисленная по формуле (1) для двух случаев а= 1, п=8 и а= 10, п=2. Из рис. 1 видно, что для а<10 в ряде случаев при температурах 2000— 2500° К молекулярная теплопроводность пренебрежимо мала по сравнению с радиационной. Следовательно, для того чтобы судить о теплопроводности оптических монокристаллов при высоких температурах, необходимы измерения не Ямол, а коэффициента поглощения а. В настоящее время такие данные очень скудны, что вызывает необходимость постановки экспериментальных исследований в этом направлении. [c.271]

Возможность выделения коллоидного кремния позволяет следующим образом объяснить экспериментальные результаты. Выделение атомов кремния связано с дефицитом кислорода или, другими словами, с избьгг-ком кремния в сравнении с формулой SiOg. Для выделения кремния необходима, по-видимому, структурная перестройка, поэтому поглощение возрастает с ростом времени выдержки при высокой температуре. Выделившиеся атомы группируются до видимых размеров. Насыщение происходит в результате конечного числа избыточных атомов кремния, а экспоненциальная зависимость отражает статистический характер образования кремниевых ликваций. В то же время в стекле происходит диффузия кислорода [3—6]. Например, в работе Вильямса указывается на возможность диффузии молекулярного кислорода. Молекулы кислорода адсорбируются на кремниевых ликвациях и дают сигнал ЭПР. При нагревании происходит увеличение степеней свободы молекулы кислорода, что приводит к сужению и симметризации линии ЭПР. При достижении определенной температуры связь кислорода с кремнием разрывается и кислород десорбирует, что приводит к резкому уменьшению сигнала. Связи кремния с кислородом имеют различное окружение, и, следовательно, распределены в некотором интервале энергий, что и объясняет исчезновение сигнала в интервале 650 -ь 750° С. При увеличении длительности тепловой обработки растет количество коллоидных частиц, а следовательно, и вероятность адсорбции кислорода. [c.32]

Мы уже знаем, что при высокой температуре образование продуктов сгорания сопровождается обратной реакцией — диссоциацией, в результате которой происходит распад образовавшихся молекул на более простые, а также — на радикалы и атомы. Теплоты образования продуктов диссоциации выше, чем продуктов сгорания, поэтому диссоциация сопровождается поглощением энергии, а общее тепловыделение снижается. Достаточно очевидно, что с повышением температуры степень диссоциации возрастает. Это вполне соответствует нашим представлениям о молекулярно-кинетических свойствах нагретого газа. Но увеличение степсни диссоциации приводит к снижению температуры, и это в свою очередь влечет снижение степени диссоциации. [c.208]

Водород. Как уже указывалось, тантал легко поглощает водород, и система Та II исследована подробно [64, стр. 445—4571. Тантал поглощает водород при комнатной температуре при электрачизе, когда используется как катод, либо в случае нагревания металла при температуре выше 250° в атмосфере водорода, образуя гидрид, максимальное количество водорода в котором соответствует формуле TaHo ji или превышает 700 объемов на 1 объем металла. Поглощение водорода сопровождается расширением кубической объемноцентрированноп кристаллической решетки и увеличением молекулярного объема, что приводит к охрупчиванию металла. При нагревании такого материала в высоком вакууме при температуре приблизительно 800 или выше выделяется по существу весь водород. В результате отжига или обезгаживания при более высокой температуре тантал регенерируется. [c.725]

В неизотермическом потоке диссоциирующей четы-рехокиси азота образуются поля концентраций компонентов системы наряду с полями скоростей и температур. При течении в обогреваемом канале у стенки повышается содержание компонентов с меньшим молекулярным весом (в соответствии с реакциями диссоциации), а в ядре потока — более тяжелых компонентов. В случае охлаждения у стенки повышается концентрация тяжелых компонентов. Различие концентраций компонентов у стенки и в ядре потока приводит к переносу массы путем концентрационной диффузии. Одновременно с диффузионным происходит и турбулентный перенос массы, зависящий от характеристик течения. Так как массоперенос осуществляется в неизотермическом потоке, процесс сопровождается протеканием экзо- и эндотермических реакций. Так, например, в условиях нагрева молекулы с большим молекулярным весом переносятся к стенке, где диссоциируют с поглощением теплоты реакции на более легкие компоненты, которые, перемещаясь в ядро потока, рекомбинируют с выделением теплоты реакции. В связи с высокими значениями теплоты реакций реакционная составляющая суммарного коэффициента теплообмена в системе N2O4 может в несколько раз превышать уровень теплообмена в химически инертной смеси данных компонентов. [c.49]

В дополнение к информации о запрещенной зоне оптические измерения являются возможным средством получения информации о типах химической связи. В стеклообразном АзгЗез наблюдались линии инфракрасного поглощения, которые сохранялись при переходе в область температур, соответствующих жидкому состоянию. Эти линии внезапно исчезали при температурах на 120°С выше температуры затвердевания, и этот факт принимали за указание на разрушение сети ковалентных связей в узком интервале температур [236]. Конечно, линии поглс>шения могут наблюдаться лишь в жидкостях с высоким сопротивлением. В жидкостях с высоким сопротивлением можно изучать также комбинационное рассеяние света информация о молекулярных колебаниях была получена для AS2S3 [92] и АзгЗез [93]. [c.121]

Высокая яркость источников СИ позволяет проводить спектроскопические исследования с экстремально высоким спектральным разрешением при более коротких экспозициях. Использование поляризационных свойств СИ позволяет исследовать пространственную анизотропию объектов, исследовать оптическую активность молекулярных объектов. Исследование поглощения и флуоресценции газов и паров несет информацию о строении внутренних оболочек атомов. Интересные исследования оптических характеристик паров металлов при температурах до 3000 К> в частности паров редких земель и переходных металлов, были проведены на Боннском синхротроне на 2,5 ГэВ. Были измерены абсолютные сечения поглощения и профили линий, что позволило сравнить экспериментальные данные с результатами расчетов (М. Я. Амусья и др.). [c.262]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...