Разветвленные цепные реакции

В 1928—1934 гг. в результате исследований советских ученых во главе с Н. Н. Семеновым и работ некоторых зарубежных ученых была создана теория разветвленных цепных реакций. Химические реакции, в которых появление активной частицы (атома или радикала) вызывает появление большего числа активных частиц, обеспечивающих дальнейшее течение реакции, называются цепными химическими реакциями. Если вместо каждой активной частицы образуются две новые активные частицы, то имеем дело с реакцией разветвления цепи. Наоборот, если вместо двух активных центров образуется один центр (или он совсем исчезает), то имеем дело с обрывом цепи. Примером цепной разветвляющейся реакции является горение угля или древесины. [c.309]

Ядерная реакция деления тяжелых ядер нейтронами, в результате которой число нейтронов возрастает и поэтому может возникнуть самоподдерживающийся процесс деления, называется цепной ядерной реакцией. Как и всякие разветвленные цепные реакции, цепные ядерные реакции являются экзотермическими, т. е. сопровождаются выделением большой энергии. Например, энергия, высвобождаемая при делении всех ядер, содержа-Ш.ИХСЯ в 1 кг (2,55-10 ядер) урана-235, составляет [c.310]

В разветвленных цепных реакциях в результате завершения каждого звена цепи образуется даже больше радикалов, чем было израсходовано, поэтому реакция лавинообразно ускоряется. При горении этому способствует и разогрев смеси за счет выделяющейся теплоты. Например, горение водорода в кислороде можно упрощенно представить в следующем виде (в кружках— исходные продукты, в прямоугольниках — конечные) [c.144]

Если молекула, обладающая энергией активации, окисляясь, порождает одну новую активную молекулу, которая. продолжает цепь, то процесс называют неразветвленной цепной реакцией. Если же активная молекула вызывает при реакции образование нескольких новых активных молекул, из которых одна продолжает начатую цепь, а другие начинают новые цепи, то такую реакцию называют разветвленной цепной реакцией. [c.42]

Горение окиси углерода СО протекает так же, как разветвленная цепная реакция. В пламени окиси углерода имеются атомарные кислород и водород, а также гидроксил ОН, являющиеся возбудителями цепей.. [c.227]

Реакция (3.14) может быть представлена как предельный случай разветвленной цепной реакции [c.67]

Как известно, при ударе о стенку активные центры, являющиеся основой разветвления цепной реакции, прекращают существование, обрывают цепи и тем способствуют появлению продуктов неполного сгорания и, в частности, сажистых остатков, которые наименее активны. Положение в пристеночной области еще более ухудшается, если стенки топки холодные. Низкие температуры в этой области дополнительно, согласно зависимости Аррениуса, прогрессивно снижают скорость реакции. По этой же причине могут образовываться, что и происходит в действительности, области, в которых горючий газ (чаще всего метан) вообще не подвергается никаким превращениям. [c.57]

В процессе развития цепной реакции может происходить гибель атомов и радикалов на стенках реакционного сосуда или в объёме реагирующей среды. Конкуренция гибели и размножения их в разветвленных цепных реакциях приводит к своеобразным предельным явлениям (см. Взрыв). [c.357]

Мне совместно с проф. Харитоном в 1926-28 годах посчастливилось впервые открыть в природе разветвленные цепные реакции и явления критической массы на примерах реакций окисления фосфора и серы. В дальнейшем я с моими сотрудниками развил цепную теорию и выискал роль цепных реакций в химии. [c.466]

Я всегда считал, что принцип разветвленных цепных реакций должен иметь очень общее и важное значение в разнообразных науках. [c.466]

При расчетах горения газообразного топлива обычно используют результативные реакции соединения горючих составляющих топлива и окислителя, приведенные в гл. 1. Эти реакции дают представление только о конечных результатах сгорания отдельных составляющих топлива, не отражая фактического хода процесса горения. В действительности механизм горения газа более сложен и характеризуется наличием ряда промежуточных хим.ических преобразований, протекающих в определенных физических условиях. Напомним, что горение основных составляющих газов протекает по разветвленным цепным реакциям. [c.78]

Как установлено опытами, фронт пламени, перемещаясь по газу, действует подобно поршню [26, 67, 68]. В двигателях с воспламенением от электрической искры после зажигания скорость сгорания всегда возрастает до некоторого максимального значения и ах. з затем падает [8, 43, 53, 76]. Начальное ускорение сгорания объясняется цепным характером реакции горения электрическая искра рождает начальные активные центры, которые начинают разветвленную цепную реакцию. При увеличении скорости сгорания до и щах от фронта пламени (поверхностной границы зоны нормального сгорания) будут непрерывно испускаться элементарные волны сжатия (слабые ударные волны, звуковые волны), которые, интегрируясь, образуют конечную волну сжатия. [c.174]

Различают неразветвленные и разветвленные цепные реакции. Если активная молекула исходного вещества образует лишь одну новую активную молекулу, продолжая таким образом начатую цепь, то такую цепную реакцию называют неразветвленной. Если же активная молекула вызывает образование двух или нескольких новых активных молекул, из которых одна продолжает начатую цепь, а другие начинают новые цепи, то такие цепные реакции называют разветвленными. [c.77]

Примером разветвленной цепной реакции может служить реакция горения водорода. Зарождение цепей обусловлено активацией молекулы Нд посторонней молекулой М, вследствие чего молекула водорода расщепляется на два атома [c.77]

Характер течения разветвленной цепной реакции описанного типа изображен на фиг. 11. Из нее видно, что для разгона реакции требуется некоторое время, в течение которого концентрация активных центров [c.77]

Горение окиси углерода также представляет собой разветвленную цепную реакцию, однако как таковая, она может происходить лишь в том случае, если в смеси СО с окислителем содержится некоторое (даже ничтожно малое) количество водяного пара, продукты диссоциации которого (О и ОН) служат активными центрами, обеспечивающими развитие цепной реакции. [c.78]

Фиг. 10. Ход единичного цикла разветвленной цепной реакции сгорания водорода.

Фиг. И. Скорость разветвленной цепной реакции.

Разветвленные цепные реакции [c.20]

Горение окиси углерода и углеводородов протекает также по механизму цепных реакций с разветвленными цепями. Экспериментально установлено, что скорость горения углеводородов меньше, чем Н2 и СО. [c.233]

Реакции горения газообразного топлива протекают очень быстро — практически мгновенно. Такой взрывной характер химических реакций объясняется не только сильным влиянием температуры, но и цепным характером их протекания. Согласно теории цепных реакций, разработанной акад. Н. Н. Семеновым горение представляет собой цепную реакцию с разветвленными цепями, когда каждая активная молекула быстро порождает ряд новых активных центров, быстро ускоряющих ход реакций. Для примера рассмотрим сгорание водорода, суммарную реакцию которого можно записать по уравнению (17-4). В действительности при сгорании молекула водорода На, сталкиваясь с какой-либо активной молекулой М, распадается на два атома водорода по схеме [c.227]

Основы теории цепных реакций были разработаны Н. Н. Семеновым. В цепных реакциях различают следующие процессы зарождение цепей — образование активного продукта из исходных веществ разветвление цепей — процесс, при котором одна молекула активного продукта, реагируя с исходными веществами, вызывает образование двух или нескольких новых молекул активного продукта обрыв цепей — процесс, при котором молекула активного продукта уничтожается безвозвратно. [c.62]

Развитие цепных реакций происходит в результате взаимодействия молекул исходных веществ с атомами или радикалами. В каче стве примера рассмотрим разветвленную реакцию окисления водорода Н2 + О2. Процессом зарождения цепи является распад некоторой части молекул водорода или кислорода, обладающей очень большой энергией теплового движения, при столкновениях, а также образование радикала ОН в первичном или проме жуточном акте реагирования. Зарождение цепи может происходить и под влиянием внешнего воздействия, например при пропускании электрической искры. [c.62]

Так как урана-238 в 140 больше, чем 235-го, то в естественной смеси изотопов урана вероятность обрыва цепи преобладает над вероятностью разветвления, и цепная реакция не в состоянии развиваться ни на медленных, ни на быстрых нейтронах. [c.216]

При горении газов протекают цепные разветвленные реакции, в процессе которых один активный центр порождает два или большее число новых активных центров. Теорию цепных реакций разработал академик Н. Н. Семенов. Согласно этой теории цепная разветвленная реакция включает следующие процессы зарождение цепей — образование активных частиц из исходного продукта разветвление цепей — процесс, при котором одна активная частица, реагируя с исходными, вызывает образование конечного продукта реакции и двух или нескольких новых активных частиц по мере убывания горючих компонентов либо окислителя реакция замедляется, наступает обрыв цепей и реакция вырождается — горение прекращается. [c.107]

Механизм реакции горения окиси углерода и углеводородов также имеет разветвленный цепной характер, однако протекает оно по другим схемам. [c.107]

Процесс самовоспламенения топлива в дизелях. Процесс сгорания углеводородного топлива в дизелях являет- ся цепным процессом. Всякая цепная реакция состоит из двух стадий инициирования и собственно реакции. Во время стадии инициирования, которая в случае сгорания именуется воспламенением, зарождаются тем или иным путем первичные свободные радикалы и атомы. Эти так называемые начальные активные центры необходимы для начала цепной реакции. В течение второй стадии происходит развитие простых или разветвленных (или тех и других) цепей с химическим превращением исходных веществ в конечные продукты реакции. [c.188]

Для цепных реакций возможен случай, когда в самом начале реакции число эффективных актов обрыва цепей больше числа актов разветвления, т. е. > аро. Следовательно, изменение относительной плотности эффективных центров отрицательно [c.243]

Цепные реакции с вырожденными разветвлениями [c.22]

Дело в том, что для осуществления, например, реакции по уравнению (16.1а) нужно, чтобы одновременно столкнулись две молекулы водорода и одна молекула кислорода. Вероятность тройного соударения очень мала, намного меньше, чем вероятность столкновения двух молекул, а энергия активации этой реакции, так же как и реакций (17.9) и (17.10), велика. Поэтому молекулы На и Ог если и соединяются друг с другом по реакции (16.1а), то крайне редко. Значительно быстрее эта реакция идет по цепному механиз-м у, открытому Н. Н. Семеновым и С. Хин-шельвудом. Открытие и разработка теории разветвленных цепных реакций имело в химии столь большое значение, далеко выходящее за рамки теории горения, что было отмечено Нобелевской премией 1956 г. [c.144]

Для газовой срёды, содержащей влагу, насыщение дости гается при температуре более 800°С (Ga=l,l л/мин), причем зависимость скорости окисления от температуры имеет порого вый характер (рис. 5.11). По-видимому, с повышением температуры до 800° С водяной пар в поле излучения диссоциирует на водород и кислород. Увеличение числа свободных радикалов и атомов ведет к быстрому образованию разветвленных цепных, реакций с автоускорением. Температура реакции зажигания графита во влажной среде, равная 800° С, согласуется с данными работы [28]. Максимальное значение коэффициента К существенно меньше величины коэффициента К для среды гелий — кислород, что, вероятно, объясняется присутствием водорода и его ингибирующими свойствами. [c.217]

Механизм реакции (4.1) остается неясным. Все предложенные до сих пор схемы реакции не позволяют объяснить экспериментальные зависимости скорости от параметров. Например, была предложена (Noyes et al., 1972) схема разветвленной цепной реакции [c.105]

Если лимитирующей скорость стадией является (4.14), то tVaK не зависит от начальной концентрации Се . Если лимитирующая стадия — (4.15), то УмаR Пропорциональна [Се +]о. К такому же результату приводят и другие схемы, включающие разветвленную цепную реакцию. [c.106]

При низкой начальной температуре наблюдается очень медленное развитие химических реакций образования первичных активных продуктов, вьиывающих вырожденное разветвление цепных реакций. Последующие стадии образования про- [c.69]

Для удлинения лазерно-химических цепей целесообразно использовать в химических лазерах не простые, а разветвленные цепные реакции, т. е. реакции, в которых происходит не простое, а расширенное воспроизводство (размножение) химически активных центров. Известно, что при определенных давлениях и температурах в смеси Fg + На могут протекать химические реакции типа Fg-b HF-> -> HF +F 4- F, обеспечивающие ветвление цепей. Можно полагать, что использование таких реакций позволит создать химический лазер, у которого отношение энергии ла- [c.71]

Весьма интересным и наиболее изученным примером разветвленных цепных реакций является реакция горения водорода. Нус-сельт [5 , исследуя распространение пламени в гремучих смесях, полагал, что реакция соединения водорода с кислородом идет в один акт при столкновении двух молекул водорода и молекулы кислорода, в точности по стехиометрическому уравнению реакции [c.20]

В результате постепенного расходования исходных веществ скорость реакций после достижения максимума начинает уменьшаться. Однако если скорость вырожденно-разветвленной цепной реакции достигнет такой величины, что возникнет тепловая лавина, взрыв неминуем. [c.11]

Вся работа по конструированию набора деталей общего сборочного чертежа сопровождается непрерывно возникающими возможностями для текущей корректировки уже прочерченных частично узлов и деталей, корректировки сложной, многоплановой, разнообразной. Да иначе и не может быть, так как связи между элементами конструкции (функциональные, геометрические, технологические) настолько сложны и разветвленны, что даже местные изменения не могут не распространяться на соседние узлы и детали (в особенности при плвтной компоновке). Корректировка, с одной стороны, прерывает процесс поиска линий, подготовленных к прочерчиванию, с другой стороны, она сама приобретает характер цепной реакции . Одно изменение влечет за собой ряд последующих, и поиск линий, подготовленных к прочерчиванию, продолжается снова, но уже в ином направлении. [c.106]

Благодаря многочисленным работам Семенова и его учеников, а также многих зарубежных ученых механизм этой реакции установлен экспериментальными работами и подтвержден теоретическими расчетами. В отличие от неразветвленных цепных реакций при горении водорода реакция протекает по разветвленному цепному механизму, что приводит к саморазгону и взрыву. [c.20]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...