В этой небольшой по объему книге сделана попытка изложить основные положения неравновесной химической кинетики, возникшей как самостоятельная наука сравнительно недавно [1—13] и быстро развивающейся в настоящее время.
В мировой научной литературе еще нет книги, освещающей основы неравновесной химической кинетики; естественно, и предлагаемая вниманию читателей монография не охватывает с должной полнотой в;ех ее проблем.
Исходные положения классической химической кинетики изложены весьма кратко, так как ей посвящены обстоятельные монографии [14—18]. Вопросы динамики реактивных соударений, которые существенны для анализа конкретных химических реакций, практически почти не затронуты в данной книге. По этому вопросу мы отсылаем читателя к работам [19—25].
Количество приведенных экспериментальных данных невелико, так как для изложения важны не столько детали конкретных реакций, сколько общие подходы; эти детали подробно излагаются в работах [26—28]. Точно так же мы уклонились от описания многочисленных вычислительных методик и программ для расчетов на ЭВМ [29].
Для того чтобы не перегружать основной текст частностями, в Приложения вынесены: 1) описание применения метода Монте-Карло для определения сечений и коэффициентов скоростей некоторых типов химических реакций; 2) подробный анализ механизма комплекса неравновесных физико-химических процессов в тлеющем разряде в С02; 3) рассмотрение химических реакций в турбулентных потоках, при котором принимаются во внимание пульсации температуры, концентраций и их корреляции.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие.............................. 3
Введение................................ 4
1. Определение некоторых величин и понятий........... 5
2. Реакции, часто встречающиеся в неравновесной химической кинетике............................... 14
Глава 1. Общие положения химической кинетики
1. Основные переменные химической кинетики.......... 19
2. Основные допущения химической кинетики........... 21
3. Пороговая энергия и энергия активации............. '7/
4. Метод стационарного состояния.........
9/
Глава 2. Основные положения классической химической кинетики
1. Исторические замечания ...................... 27
2. Аррениусова кинетика...................... 28
3. Ограниченность аррениусовой кинетики............. 29
4. О теории абсолютных скоростей реакций............ 30
5. k — константа скорости химической реакции.......... 30
6. Наблюдаемая (кажущаяся) энергия активации.......... 32
Глава 3. Основы неравновесной химической кинетики
1. Характерные особенности неравновесных реагирующих систем 34
2. Неравновесная статистическая термодинамика и неравновесная химическая кинетика........................ 36
3. Принципы микроскопической обратимости и детального равновесия ................................. 40
4. Определение энтропии в неравновесных системах....... 43
5. О расчете основных динамических и кинетических величин 46
Глава 4. Уравнение Паули....................... *"
Глава 5. Уравнение Больцмана] и] релаксационные явления
1. Уравнение Больцмана........................ °^
2. Реакция A + BptC + D...................... 53
3. Релаксация,' реагирующего газа...................
4. Упрощенные выражения для релаксационных явлений...... "-1
Глава 6. Коэффициент скорости химической реакции
1. Определение коэффициента скорости химической реакции и его физический смысл ......................... 65
2. Роль многочастичных взаимодействий и внешних полей .... 66
3. Восстановление k через k^ ..................... 67
4. Реакция А (г) + В (/) -> С (k) -f D (/) ................. 70
5. Нахождение k (Т) с помощью преобразования Лапласа .... 73
6. Некоторые простейшие частные случаи коэффициента скорости химической реакции ........................ 74
7. Определение коэффициента скорости диссоциации с г-ro уровня А.'гдис по экспериментальным данным ............... 77
8. Коэффициент скорости реакции ;А + В — » продукты в релакси-рующем газе ............................. 78
9. Влияние энергетического распределения электронов на коэффициенты скоростей химических реакций ............ 81
Глава 7. Метод Монте-Карло в неравновесной химической кинетике
1. Процесс максвеллизации двух газов и термическое разложение молекул СН4 и SiCl4 ....................... 86
2. Влияние химической реакции на равновесную функцию распределения частиц по энергиям и влияние искажения этой функции на скорость химической реакции ............ 88
Глава 8. Реакции диссоциации и рекомбинации
1. Мономолекулярный распад .................... 92
2. Термическая диссоциация ..................... 94
3. Модели диссоциации ....................... 97
4. Дезактивация соударениями .................... 99
5. Диссоциация через электронно-возбужденные состояния .... 101
6. Реакции рекомбинации ....................... 106
7. Некоторые модели рекомбинации ................. 108
8. Ударно-радиационная рекомбинация тяжелых частиц ...... 111
9. Гетерогенная рекомбинация .................... 113
Глава 9. Решения систем уравнений Паули для диссоциации — рекомбинации и колебательной релаксации
1. Неравновесная теория диссоциации — рекомбинации ...... 116
2. Решение уравнений Паули для диссоциации и колебательной релаксации ............................ 119
3. Решение системы уравнений Паули для диссоциации — рекомбинации п колебательной релаксации молекулы N2 (X1^, v) . . . 125
Глава 10. Гидродинамические проблемы неравновесной химической кинетики
1. Смешение реагирующих газов различной температуры ..... 134
2. Гидродинамическая модель ..................... 136
3. Бимодальное приближение .................... 137
4. Турбулентный перенос ....................... 139
5. Разложение аммиака при смешении струй аргоновой плазмы
и разбавленного аммиака ..................... 141
Цена: 75руб.
