(2)具体推算 111 a) 碰撞频率ZA:单位时间,单位体积内分子的 碰撞次数为碰撞频率。 例:A+B→P (气相基元反应) 单位体积内的分子数目(密度):nA,g 分子半径:TA,B 平均运动速度:uA,uB 有效碰撞直径:d=rA+rB 碰撞截面:σ=πd d为两分子刚好碰撞的距离
112 若B分子不动,A以u4的速度运动,在单位时 间内πduA的圆筒内的所有B分子都与这 个A分子碰撞了,即一秒钟内一个A分子与 B分子的碰撞次数为:πduA·ng 单位体积内n4个A分子的碰撞次数为 元dua.nA.ng 实际上B也在运动,若以AB的相对运动速 度代替uA,则表示AB都在运动的碰撞次数 了(相当于把坐标原点设在B分子上)
113 A、B分子间的相对运动速度与它们 的运动方向有关。有三种极端情况: A 180° UAB ua-UB, UAB UA+UB UAB -UB 虽然粒子的运动方向各不相同,但可 以认为其运动方向的平均值是90°的直角。 由分子运动论知,气相分子的平均运动速度 8kT 8kT 8kT 元m UA- 元mA 元mB UAB
114 代入后可得碰撞频率为: ZAB=T.d'.na·nBV 8kT(1 元 mB =d.Aa8 T 若反应为 A+A→P,A=2 8 RT 为避免重复计算除以2。则 =2
115 b)有效碰撞频率ZAB*: 令q为有效碰撞数占总碰撞数的分数 ZAB*=ZAB·q 根据气体分子运动论的推导和Boltzmann 分布定律,体系中能量高于E。的分子 所占的分数为 N* Ec N RT