Главное меню
Главная О сайте Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Аналитическая химия Ароматерапия Биотехнология Биохимия Высокомолекулярная химия Геохимия Гидрохимия Древесина и продукты ее переработки Другое Журналы История химии Каталитическая химия Квантовая химия Лабораторная техника Лекарственные средства Металлургия Молекулярная химия Неорганическая химия Органическая химия Органические синтезы Парфюмерия Пищевые производства Промышленные производства Резиновое и каучуковое производство Синтез органики Справочники Токсикология Фармацевтика Физическая химия Химия материалов Хроматография Экологическая химия Эксперементальная химия Электрохимия Энергетическая химия
Новые книги
Сидельковская Ф.П. "Химия N-вннилпирролидона и его полимеров" ()

Райт П. "Полиуретановые эластомеры" (Высокомолекулярная химия)

Сеидов Н.М. "Новые синтетические каучуки на основе этилена и олефинов" (Высокомолекулярная химия)

Поляков А.В "Полиэтилен высокого давления. Научно-технические основы промышленного синтеза" (Высокомолекулярная химия)

Попова Л.А. "Производство карбамидного утеплителя заливочного типа" (Высокомолекулярная химия)
Книги по химии
booksonchemistry.com -> Добавить материалы на сайт -> Физическая химия -> Велихов Е.П. -> "Физические явления в газоразрядной плазме" -> 15

Физические явления в газоразрядной плазме - Велихов Е.П.

Велихов Е.П., Ковалёв А.С., Рахимов А.Т. Физические явления в газоразрядной плазме — М.: Наука, 1987. — 160 c.
Скачать (прямая ссылка): fizyavleniyavgazovoyplazme1987.djvu
Предыдущая << 1 .. 9 10 11 12 13 14 < 15 > 16 17 18 19 20 21 .. 55 >> Следующая


40 Тронов Te=I-IO эВ и rte = 1010—10w CM-3 [7]. Условия, когда реализуется рекомбинация с участием атомов, встречаются вообще крайне редко, ибо это возможно лишь при давлениях, достигающих десятков атмосфер, а при таких давлениях,"Цсак мы увидим ниже, в плазме существуют лишь молекулярные ионы. Таким образом, характерное время рекомбинации (2.24) в плазме тлеющего разряда оказывается достаточно велико, так что в случае, когда основной вид ионов в плазме — атомарные ионы, условие (2.6) практически не выполняется.

В случае же присутствия в плазме молекулярных ионов реализуется процесс

е + А+ В, (2.25)

называемый диссоциативной рекомбинацией.

При такой рекомбинации энергия связи электрона и иона преобразуется в кинетическую энергию разлетающихся атомов. Процесс диссоциативной рекомбинации (2.25) носит резонансный характер и потому характеризуется существенно большими коэффициентами по сравнению с процессами (2.24).

В разрядах, горящих в атомарных газах, молекулярные ионы преобладают над атомарными при достаточно высоких давлениях (свыше 10 Тор). В этой области параметров плазмы могут реализоваться рассмотренные выше условия контракции разряда. С повышением давления газа атомарные ионы быстрее преобразуются в молекулярные из-за того, что процесс образования молекулярных ионов происходит при тройных соударениях, в которых третья частица уносит избыток выделяющейся в этом процессе энергии:

+ 5 + + (2.26)

Заметим, что при промежуточных давлениях, когда^а-рактерное время процесса (2.26) больше времени электрон-ионной рекомбинации, но меньше характерного времени диффузии электронов из объема разряда, радиус контракции, естественно, определяется равенством I

6 DaR;'= (2.27)

где k — коэффициент процесса (2.26).

В случае, когда характерное время конверсии атомарных ионов в молекулярные много меньше времени ухода атомарных ионов за счет диффузии на стенки разрядной трубки, между атомарными и молекулярными ионами

41 устанавливается локальное термодинамическое равновесие

n^rffa. (2-28

Здесь

fm_g.ggoaex 9 (-А/Т)/ цГ y/i Г. / *«\Л

/(т)~ iwj l1-expl гл'

где goa, g'fm—статистические веса атомарного иона атома и молекулярного иона, Д — энергия связи молеку лярного иона, ja — его приведенная масса, ге— равновес ное межъядерное расстояние, Ato — энергия колебатель ного кванта.

Видно, что в такой области давления и температуры когда /(Т);> 1, относительная доля молекулярных ионо в разряде, горящем в атомарных газах, в существенной ст пени определяется локальной температурой газа. В ус ловиях неоднородности температуры плазмы вдоль радиус разряда это должно приводить к сильной неоднородност эффективного коэффициента электрон-ионной рекомбин ции. В предельном случае большого изменения температур вдоль радиуса разрядной трубки в области, где происходи эффективное образование свободных электронов, темпера тура газа столь высока, что молекулярные ионы там прак тически отсутствуют. Естественно, радиус контракции может быть меньше области, в которой молекулярные ион отсутствуют. С ростом электрической мощности, вводимо в разряд, указанный размер возрастает, что наряду с влия нием кулоновских соударений также может приводить «расконтрагированию» разряда.

§ 2,4. Особенности контракции тлеющего разряда в молекулярных газах

Особенности разряда в молекулярных газах определ ются, в первую очередь, тем, что у молекул ёЬгь низкол жащие энергетические уровни, соответствующие внутрим лекулярным колебаниям. Энергия колебательного кван 0,1 эВ, так что при значениях температуры электроно типичных для плазмы тлеющего разряда, значительн часть энергии, вводимой в разряд молекулярного газа, ра ходуется на возбуждение колебательных уровней молеку

42 Вероятность релаксации энергии внутримолекулярных колебаний в температуру газа (V, Т-релаксация) весьма мала. Значения характерного времени V, Т-релаксации в молекулярном 'масштабе, естественной единицей которого является в^Імя свободного пробега молекул между столкновениями, достигают десятков и даже сотен тысяч единиц. Поэтому в довольно широком диапазоне изменения условий разряда молекулярный газ может находиться в неравновесном состоянии. В этом состоянии запас колебательной энергии молекул существенно превышает равновесное значение, соответствующее температуре газа, которая в свою очередь может быть близка к температуре стенок разрядной трубки. По этой причине вытеснение газа из приосевой зоны разряда, приводящее к тепловой контракции тлеющего разряда в трубках, в молекулярном газе будет не столь большим, как в атомарном.

Примечательно, однако, что с ростом температуры газа скорость V, Г-релаксации растет. Так, для подавляющего большинства экспериментально изученных газов температурная зависимость коэффициента V, T-релаксации хорошо описывается формулой Ландау — Теллера [8]

Kyi г = const exp (—С/Гі/'), (2.29)

причем показатель в экспоненте достаточно большой, так что эта зависимость резкая.

С другой стороны, известно, что если скорость выделения тепла в газовой среде является функцией, достаточно быстро растущей с температурой, а отвод тепла осуществляется за счет теплопроводности газа, то в среде при достижении определенного запаса энергии произойдет «тепловой взрыв». В результате теплового взрыва в рассматриваемом случае вся энергия, запасенная в колебательных степенях свободы молекул, преобразуется в температуру газа, после чего, естественно, произойдет тепловая контрвк-ция тлеющего разряда. Для того чтобы описать это явление, поступим так же, как поступают при классическом описании теплового взрыва f3l, т. е. будем искать условие, при котором стационарное решение уравнений, описывающих распределение температуры газа в разрядной трубке, будет невозможным.
Предыдущая << 1 .. 9 10 11 12 13 14 < 15 > 16 17 18 19 20 21 .. 55 >> Следующая

Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены.
Реклама