Диссоциативное равновесие - состояние газа (или разбавленного раствора), в к-ром имеет место равенство
скоростей реакций распада (диссоциации) молекул и обратных реакций их воссоединения
(рекомбинации) из атомов и(или) радикалов. Понятие о Д. р. используется преим.
в астрофизике, где обычно приходится иметь дело с гомогенной газовой средой.
Д. р. является частным выражением понятия химического равновесия.
В газе, состоящем из п компонентов, образованных т хим. элементами, может протекать п-т независимых реакций, т. е. реакций, не сводимых к линейным комбинациям др.
реакций. Систему независимых реакций образуют, в частности, реакции диссоциации
всех входящих в газовую смесь молекул на составляющие их атомы. Условие хим.
равновесия - равенство скоростей
прямых и обратных реакций - может быть выражено в виде действующих масс закона, записанного для каждой из независимых реакций:
где pi - парциальные давления компонентов, -их
стехиометрия, коэф., Кр - константа хим. равновесия (константа
диссоциации), зависящая только от температуры T. Величина Кр определяется изменением энергии Гиббса в результате реакции:
где-
энергия Гиббса i-гo компонента, R - универсальная газовая постоянная.
Значок ° означает, что соответствующая величина определена для вещества
в стандартном состоянии. Стандартным состоянием для газообразного вещества при
данной температуре T является состояние гипотетич. идеального газа с температурой
T при давлении р=1 атм. Поскольку
, где
-энтальпия
i-гo компонента,
-
его энтропия, то:
где
-т. н. приведённая энергия Гиббса, к-рая может быть вычислена, если известна
полная статистич. сумма Qi для соответствующего компонента
, где N
- число Авогадро. Величины
рассчитаны для мн. веществ. Для вычисления
используются приводимые в справочниках величины
-энтальпии
образования веществ из элементов в стандартных состояниях при Т=0 К;
в соответствии с законом Гесса:
Существует неск. способов
отыскания равновесного хим. состава газа с помощью констант диссоциации независимых
реакций. Часто используется метод, в к-ром сначала определяют парциальные давления
свободных атомов. Для этого составляется m ур-ний баланса массы:
где
- число атомов элемента j в молекуле сорта i, рi - парциальное давление этих молекул, bj - полное число
молей элемента j в смеси,
-
"фиктивное" давление элемента j, т. е. то парциальное давление
соответствующих свободных атомов, к-рое имело бы место при полной диссоциации
всех содержащих данный элемент молекул. С помощью соответствующих констант диссоциации
давление рi в ур-ниях (4) может быть выражено через парциальные
давления рj составляющих элементов, находящихся в свободноатомном
состоянии. В результате из (4) получим систему нелинейных алгебраич. ур-ний
для pj. Определив из этой системы все pj, можно
вычислить рi для любого интересующего нас сорта молекул, составляя
соответствующие ур-ния диссоциации (1). При расчётах Д. р. качественный состав
газовой смеси должен быть задан заранее, и от исследователя требуется определ.
интуиция, чтобы не упустить важных соединений, к-рые могут связать существ.
часть атомов того или иного элемента и тем самым повлиять на равновесное содержание
др. соединений.
Более общий метод нахождения
равновесного состава газовой смеси основан на том факте, что при равновесии
в заданных условиях достигает экстремума некрая термодинамич. функция. В особенно
часто встречающемся случае, когда равновесие осуществляется при постоянных
Т и р, минимизируется энергия Гиббса газовой смеси:
где п - число компонентов,
хi - число молей i-гo компонента в смеси. Для определения
равновесных значений xi необходимо найти минимум функции (5)
при условии баланса массы (4). Для решения этой задачи разработаны эффективные
вычислит. методы.
Методы, аналогичные изложенным,
позволяют исследовать и более общие случаи хим. равновесия, напр. определять
концентрации не только нейтральных, но и заряж. газов и кол-ва веществ в конденсиров.
фазах.
Расчёты Д. р. звёздных
атмосфер, выполняемые с кон. 20-х гг., позволили объяснить осн. характеристики
спектров холодных звёзд, в частности разделение спектральной последовательности
в области холодных звёзд на "кислородную" и "углеродную"
ветви (см. Спектральные классы ),особенности изменения интенсивности
молекулярных полос вдоль спектральной последовательности, различия молекулярных
спектров звёзд гигантов и карликов и др.
В. С. Стрельницкий
Дело в том, что в его постановке и выводах произведена подмена, аналогичная подмене в школьной шуточной задачке на сообразительность, в которой спрашивается:
- Cколько яблок на березе, если на одной ветке их 5, на другой ветке - 10 и так далее
При этом внимание учеников намеренно отвлекается от того основополагающего факта, что на березе яблоки не растут, в принципе.
В эксперименте Майкельсона ставится вопрос о движении эфира относительно покоящегося в лабораторной системе интерферометра. Однако, если мы ищем эфир, как базовую материю, из которой состоит всё вещество интерферометра, лаборатории, да и Земли в целом, то, естественно, эфир тоже будет неподвижен, так как земное вещество есть всего навсего определенным образом структурированный эфир, и никак не может двигаться относительно самого себя.
Удивительно, что этот цирковой трюк овладел на 120 лет умами физиков на полном серьезе, хотя его прототипы есть в сказках-небылицах всех народов всех времен, включая барона Мюнхаузена, вытащившего себя за волосы из болота, и призванных показать детям возможные жульничества и тем защитить их во взрослой жизни. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.
|
![]() |