Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

4.E: УВЧ та вплив тиску газу (вправи)

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    17705

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    У цьому розділі наведено обмежену кількість прикладів застосування формул, наведених у попередньому розділі для визначення:

    • Щільність молекул в газовій фазі
    • Середній вільний шлях молекул у газовій фазі
    • Потік молекул, що падають на поверхню
    • Швидкість адсорбції молекул і поверхневих покривів

    Якщо ви ще не пройшли розділ 4.2, то я б запропонував вам зупинитися зараз і повернутися на цю сторінку тільки після того, як ви це зробили!

    У будь-якому з наступних підрозділів передбачається, що ви вже зробили попередні питання і можете скористатися відповідями з цих питань - тому вам рекомендується працювати над питаннями в тому порядку, в якому вони представлені.

    A. щільність молекулярного газу

    Обчисліть щільність молекулярного газу для ідеального газу при 300 К, за таких умов (даючи свою відповідь в молекулах m -3):

    При тиску 10 -6 Торр

    При тиску 10 -9 Торр

    B. середній вільний шлях молекул у газовій фазі

    Обчисліть середній вільний шлях молекул СО в посудині при вказаному тиску і температурі, використовуючи значення для перетину зіткнення СО 0,42 нм 2.

    Р = 10 -4 Торр, при 300 К

    Р = 10 -9 Торр, при 300 К

    C. потоки молекул, що падають на поверхню

    Обчислити потік молекул, що падають на тверду поверхню при наступних умовах:
    [Примітка - 1 u = 1,66 х 10 -27 кг: атомні маси; m (O) =16,0 u, m (H) = 1,0 u]

    Кисневий газ (Р = 1 Торр) при 300 К

    Кисневий газ (Р = 10 -6 Торр) при 300 К

    Газ водень (Р = 10 -6 Торр) при 300 К

    Газ водень (Р = 10 -6 Торр) при 1000 К

    Д. Кінетично обмежене поглинання молекул на поверхню

    Швидкість адсорбції молекул на поверхню може бути визначена з потоку молекул, що падають на поверхню, і ймовірності прилипання, що відноситься в цей момент часу (зауважте, що загалом сама ймовірність прилипання буде залежати від ряду факторів, включаючи існуюче покриття). адсорбованих видів).

    У наступних прикладах ми будемо вважати, що поверхня спочатку чиста (тобто початкове покриття дорівнює нулю), і що після їх адсорбції не відбувається десорбції молекул. Слід визначити покриття як відношення концентрації адсорбату до щільності поверхневих атомів субстрату (яку можна вважати 10 19 м -2). У перших двох питаннях ми припустимо, що ймовірність прилипання є постійною у відповідному діапазоні покриття.

    Розрахуйте покриття поверхні, отримане після впливу тиску 10 -8 Торр СО протягом 20 с при 300 К - ви можете прийняти ймовірність залипання СО на цю поверхню, щоб мати постійне значення 0,9 до відповідного покриття.

    Розрахуйте покриття поверхні атомарним азотом, отриманим шляхом дисоціативної адсорбції після впливу тиску 10 -8 Торр газу азоту протягом 20 с при 300 К - можна вважати ймовірність дисоціативного прилипання молекулярного азоту на цій поверхні постійною і рівною 0,1

    Загалом, ймовірність прилипання змінюється залежно від покриття - найбільш очевидно, що ймовірність прилипання повинна прагнути до нуля, оскільки покриття наближається до значення насичення. Ці розрахунки не зовсім так вже й просто!

    Розрахуйте покриття поверхні, отримане після впливу тиску 10 -8 Торр СО протягом 200 с при 300 К - ймовірність залипання СО в цьому випадку слід приймати лінійно з покриттям між значенням одиниці при нульовому покритті і значенням нуля при насиченому покритті ( який ви повинні прийняти, щоб бути 6,5 х 10 18 молекул (м -2).