Диссоциативное равновесие. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

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 p_i - парциальные давления компонентов,

-их стехиометрия, коэф., К_р - константа хим. равновесия (константа диссоциации), зависящая только от температуры T. Величина К_р 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 Q_i 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, р_i - парциальное давление этих молекул, b_j - 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 р_i в ур-ниях (4) может быть выражено через парциальные давления р_j составляющих элементов, находящихся в свободноатомном состоянии. В результате из (4) получим систему нелинейных алгебраич. ур-ний для p_j. Определив из этой системы все p_j, можно вычислить р_i 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, х_i - число молей i-гo компонента в смеси. Для определения равновесных значений x_i 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.

Литература по

Знаете ли Вы, что такое мысленный эксперимент, gedanken experiment?
Это несуществующая практика, потусторонний опыт, воображение того, чего нет на самом деле. Мысленные эксперименты подобны снам наяву. Они рождают чудовищ. В отличие от физического эксперимента, который является опытной проверкой гипотез, "мысленный эксперимент" фокуснически подменяет экспериментальную проверку желаемыми, не проверенными на практике выводами, манипулируя логикообразными построениями, реально нарушающими саму логику путем использования недоказанных посылок в качестве доказанных, то есть путем подмены. Таким образом, основной задачей заявителей "мысленных экспериментов" является обман слушателя или читателя путем замены настоящего физического эксперимента его "куклой" - фиктивными рассуждениями под честное слово без самой физической проверки.
Заполнение физики воображаемыми, "мысленными экспериментами" привело к возникновению абсурдной сюрреалистической, спутанно-запутанной картины мира. Настоящий исследователь должен отличать такие "фантики" от настоящих ценностей.

Релятивисты и позитивисты утверждают, что "мысленный эксперимент" весьма полезный интрумент для проверки теорий (также возникающих в нашем уме) на непротиворечивость. В этом они обманывают людей, так как любая проверка может осуществляться только независимым от объекта проверки источником. Сам заявитель гипотезы не может быть проверкой своего же заявления, так как причина самого этого заявления есть отсутствие видимых для заявителя противоречий в заявлении.

Это мы видим на примере СТО и ОТО, превратившихся в своеобразный вид религии, управляющей наукой и общественным мнением. Никакое количество фактов, противоречащих им, не может преодолеть формулу Эйнштейна: "Если факт не соответствует теории - измените факт" (В другом варианте " - Факт не соответствует теории? - Тем хуже для факта").

Максимально, на что может претендовать "мысленный эксперимент" - это только на внутреннюю непротиворечивость гипотезы в рамках собственной, часто отнюдь не истинной логики заявителя. Соответсвие практике это не проверяет. Настоящая проверка может состояться только в действительном физическом эксперименте.

Эксперимент на то и эксперимент, что он есть не изощрение мысли, а проверка мысли. Непротиворечивая внутри себя мысль не может сама себя проверить. Это доказано Куртом Гёделем.

Понятие "мысленный эксперимент" придумано специально спекулянтами - релятивистами для шулерской подмены реальной проверки мысли на практике (эксперимента) своим "честным словом". Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.