Книги
чёрным по белому
Главное меню
Главная О нас Добавить материал Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Археология Архитектура Бизнес Биология Ветеринария Военная промышленность География Геология Гороскоп Дизайн Журналы Инженерия Информационные ресурсы Искусство История Компьютерная литература Криптология Кулинария Культура Лингвистика Математика Медицина Менеджмент Металлургия Минералогия Музыка Научная литература Нумизматика Образование Охота Педагогика Политика Промышленные производства Психология Путеводители Религия Рыбалка Садоводство Саморазвитие Семиотика Социология Спорт Столярное дело Строительство Техника Туризм Фантастика Физика Футурология Химия Художественная литература Экология Экономика Электроника Энергетика Этика Юриспруденция
Новые книги
Суворов С. "Танк Т-64. Первенец танков 2-го поколения " (Военная промышленность)

Фогль Б. "101 вопрос, который задала бы ваша кошка своему ветеринару если бы умела говорить" (Ветеринария)

Нестеров В.А. "Основы проэктирования ракет класса воздух- воздух и авиационных катапульных установок для них" (Военная промышленность)

Таранина И.В. "Гражданский процесс в схемах " (Юриспруденция)

Смоленский М.Б. "Адвокатская деятельность и адвокатура российской федерации" (Юриспруденция)
Реклама

Кинетика деградационных процессов - Никеров В.А.

Никеров В.А., Шолин Г.В. Кинетика деградационных процессов — М.: Энергоатомиздат, 1985. — 136 c.
Скачать (прямая ссылка): kinetikadegradacionnihprocessov1985.djvu
Предыдущая << 1 .. 11 12 13 14 15 16 < 17 > 18 19 20 21 22 23 .. 62 >> Следующая


40
Таблица 2.3. Значения константы скорости колебательного возбуждения электронным ударом для различных молекул, см3/с

Электронная температура, эВ

0,5 1 2
Водород 2,2 • Ю-10 2,5- Ю~10 0,7 • 10~9
Азот 2•10"11 4 • 10~Ч 3 • 10"8
Дейтерий --- --- 10~9
Угелислый газ 3 - 10~9 10-8 3 • 10-8
Окись углерода - - ю-7
Пары воды --- --- ю'10
Кислород _ - 1
О
Большим разнообразием отличаются механизмы, по которым осуществляются в неравновесных условиях химические реакции. Один и тот же суммарный процесс в зависимости от степени ионизации, электронной температуры, давления и удельной энергонапряженности разряда может осуществляться принципиально различным образом, с существенно различающейся энергетической эффективностью. Для случая тлеющего разряда подробное исследование механизмов ряда неравновесных плазмохимических процессов было проведено Д.И. Словецким с сотрудниками. В частности, были выделены основные реакции, определяющие диссоциацию в тлеющем разряде азота, аммиака и углекислого газа.

Исследования в области физики газовых лазеров и лазерной химии позволили сделать вывод о важной роли колебательного возбуждения молекул в организации неравновесных процессов и селективных реакций. Для большинства неэлектроотрицательных молекул (N2, СО, С02, Н2, Н20 и др.) колебательное возбуждение электронным ударом происходит не в прямом столкновительном процессе (слабоэффективном из-за малости отношения масс электрона и молекулы), а через образование промежуточного автоионизационного состояния. Благодаря этому скорость колебательного возбуждения таких молекул достаточно высока (табл. 2.3), и основная доля разрядного энерговклада локализуется именно на колебательных степенях свободы, что может обеспечить селективность и, как следствие, высокую энергетическую эффективность процессов. Поддержание колебательной неравновесности (Tv > Т0) достигается при этом малостью скорости ^Г-релаксации при низкой поступательной температуре Г0 (см. далее табл. 2.5). Для неравновесной плазмо-химии отмеченный механизм колебательного возбуждения молекул электронным ударом характеризуется важным специфическим преимуществом — именно этот механизм может стимулировать химические превращения с наибольшей по сравнению с другими каналами плазмохимических реакций энергетической эффективностью. Это определяется следующими тремя основными причинами:

41
1. Для ряда молекул неэлектроотрицательных газов при температуре

электронов Те = 1 3 эВ основная доля разрядного энерговклада сосре-

доточивается именно на возбуждении колебательных степеней свободы основных электронных состояний. Для молекул С02, N2 ‘ и Н20 этот эффект наглядно проиллюстрирован ниже на рис. 2.5, 2.16, 2.24.

2. Именно колебательная энергия реагентов наиболее эффективна в преодолении активационных барьеров эндоэргических реакций, осуществление которых в неравновесной плазме представляет наибольший интерес. Этот эффект экспериментально подтверждается, в частности, исследованиями кинетики лазерохимических реакций, реакций с энергетическим разветвлением и распределения по энергиям продуктов обратных экзоэргических реакций (см. табл. 2.4).

3. При колебательном возбуждении молекул энергетический порог обычно совпадает с активационным барьером реакции и оказывается заметно ниже порога реакции через электронное возбуждение реагентов. Так, колебательное возбуждение водорода требует для диссоциации 4,4 эВ (энергия связи), в то же время его диссоциация электронным ударом через состояние 32+и требует не менее В,8 эВ. В случае С02 энергия связи О — СО составляет 5,5 эВ, а диссоциация электронным ударом через состояния 'Вг и 3В2 требует на акт около 8 эВ. Отмеченный эффект наглядно виден далее на рис. 2.8, где нижние электронные термы С02 изображены с учетом геометрической нелинейности возбужденных состояний.

В наиболее благоприятных условиях колебательное возбуждение реагентов в плазме, по-видимому, позволяет сосредоточить на осуществлении химических процессов до В0% всей вложрнной в разряд энергии. Такая энергетическая эффективность не может быть достигнута в других каналах плазмохимических реакций. Так, при реакциях через электронновозбужденные состояния (см. рис. 2.3, 2.4) ни один из вышеперечисленных трех эффектов не реализуется, а высокий КПД в результате не достигается. Так, при диссоциации С02 по этому механизму получается эффективность 17 < 30%. Снижение пороговой энергии электронов до энергии связи возможно при электронном возбуждении предварительно колеба-тельнонакачанных молекул, однако локализация основной доли энерговклада на этом канале, особенно при диссоциации, маловероятна. Достижение высокой энергетической эффективности затруднено и для другого альтернативного механизма — диссоциативного прилипания (см. рис. 2.4, 2.19). Здесь эффективность в первую очередь ограничивается гибелью электрона в акте прилипания. Снижение эффективности при этом связано с высокой "энергетической ценой" рождения одного электрона в разряде (^ 30 эВ), значительно превышающей энергозатраты, необходимые на акт диссоциации.
Предыдущая << 1 .. 11 12 13 14 15 16 < 17 > 18 19 20 21 22 23 .. 62 >> Следующая