RAVNOVESIYa I PROTsESSY V DISSOTsIIROVANNOM VOZDUKhE

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Для атмосферного воздуха как смеси молекулярных газов, находящихся в термодинамическом равновесии, представлен алгоритм вычисления плотности атомов и молекул в случае разделения областей диссоциативного перехода для каждой из компонент. Результат сравнивается с приближением, для которого парциальные давления азота и кислорода не зависят от температуры. Ионизационное равновесие при температурах ниже 7000 К происходит через образование молекулярного иона NO+, а при более высоких температурах доминирует образование атомных ионов кислорода и азота. Показано, что при давлении порядка атмосферного с точностью выше 10% при анализе ионизационного равновесия вплоть до полной ионизации воздуха можно пренебречь электронно-возбужденными состояниями атомов. Для анализа плазмы воздуха в проводящем канале молнии использование результатов, а также экспериментальных данных показывает, что прохождение основного электрического тока на стадии возвратного удара отделено по времени от последующего расширения нагретого канала. Показано, что температура плазмы проводящего канала между соседними вспышками, а также перед прохождением основного электрического тока составляет примерно 4 кК. Эта температура поддерживается небольшими внешними электрическими полями.

About the authors

B. M Smirnov

Объединенный иститут высоких температур Российской академии наук

Email: bmsmirnov@gmail.com
Москва, Россия

References

  1. M.H. Saha, Proc.Roy. Soc.A 99, 135 (1921).
  2. Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц, Статистическая физика, т. 1, Москва, Наука (1976).
  3. N. L. Aleksandrov, E.M. Bazelyan, I.V. Kochetov, and N.A. Dyatko, J.Phys.D: Appl.Phys. 30, 1616 (1997).
  4. N.A. Popov, Plasma Phys.Rep. 29, 695 (2003).
  5. А. С. Предводителев, Е. В. Ступоченко, А.С. Плешанов и др., Таблицы термодинамических функций воздуха Москва, Изд-во АН CCCP (1959).
  6. Н.М. Кузнецов, Термодинамические функции и адиабаты ударных волн воздуха при высоких температурах, Москва, Машиностроение (1965).
  7. И.В. Авилова, Л.М. Биберман, В.С. Воробьев и др., Оптические свойства горячего воздуха, Москва, Наука (1970).
  8. Термодинамические свойства индивидуальных веществ. Справочник под ред. В.П. Глушко, Москва, Наука (1978–1983).
  9. B.B. Kadomtsev and A.V. Nedospasov, J.Nucl. Energy C1, 230 (1960).
  10. А.В. Недоспасов, УФН 116, 643 (1975).
  11. A.A. Radzig and B.M. Smirnov, Reference Data on Atoms, Molecules, and Ions, Berlin, Springer (1985).
  12. B.M. Smirnov, Plasma Processes and Plasma Kinetics, Berlin, Wiley (2007).
  13. М.Ф.Жуков, В.Я. Смоляков, Б.А. Урюков, Электродуговые нагреватели газа (плазмотроны), Москва, Наука (1973).
  14. Э.И. Асиновский, А.В. Кириллин, В.Л. Низовский, Стабилизированные электрические дуги и их применение в теплофизическом эксперименте, Москва, Физматлит (2008).
  15. Б.М. Смирнов, Атомные столкновения и элементарные процессы в плазме, Москва, Атомиздат (1968).
  16. В.Н. Кондратьев, Е.Е. Никитин, Кинетика и механизмы газофазных реакций, Москва, Наука (1974).
  17. M.A. Uman, Lightning, New York, McGrow Hill (1969).
  18. M.A. Uman, The Lightning Discharge, New York, Academ.Press (1987).
  19. E.M. Bazelyan and Yu.P. Raizer, Lightning Physics and Lightning Protection, Bristol, IOP Publ. (2000).
  20. V.A. Rakov and M.A. Uman, Lightning, Physics and Effects, Cambridge, Cambridge Univ.Press (2003).
  21. Ю.П. Райзер, Физика газового разряда, Долгопрудный, Интеллект (2009).
  22. V. Cooray, An Introduction to Lightning, Dordrecht, Springer (2015).
  23. V.A. Rakov, Fundamental of Lightning, Cambridge, Cambridge Univ.Press (2016).
  24. V. Mazur, Principles of Lightning Physics, Bristol, IOP Publ. (2016).
  25. Я.И. Френкель, Теория явления атмосферного электричества, Ленинград, ГИТТЛ (1949).
  26. Б.М. Смирнов, ЖЭТФ 163, 873 (2023).
  27. K. Berger, The Earth Flash, in Lightning, ed. by R.H. Golde, London, Acad.Press (1977), p. 119.
  28. G.A.Bazilevskaya,M.B.Krainev, andV. S.Makhmutov, J.Atmos. Sol.-Ter.Phys. 62, 1577 (2000).
  29. G.A. Bazilevskaya, Space Sci.Rev. 94, 25 (2000).
  30. J.R. Dwyer and M. Uman, Phys.Rep. 534, 147 (2014).
  31. A.H. Paxton, R. I. Gardner, and L. Baker, Phys. Fluids 29, 2736 (1986).
  32. N. L. Aleksandrov, E. M. Bazelyan, and M. N. Shneider, Plasma Phys.Rep. 26, 893 (2000).
  33. V. Cooray,M. Rubinstein, and F. Rahidi, Atmosphere 13, 593 (2022).
  34. R.E. Orville, J.Atm. Sci. 25, 852 (1968).
  35. N. D’Angelo, Phys.Rev. 121, 501 (1961).
  36. E. Hinnov and J.G. Hirschberger, Phys.Rev. 125, 792 (1962).
  37. Ch. Kittel, Introduction to Solid State Physics, New York, Wiley (1986).
  38. L. Spitzer, Physics of Fully Ionized Gases, New York, Wiley (1962).
  39. L.G.H. Huxley, Austral. J.Phys. 10, 240 (1957).
  40. L. S. Frost and A.V. Phelps, Phys.Rev. 127, 1621 (1962).
  41. M.A. Uman, About Lightning, New York, Dover (1986).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences