Книга знакомит читателя с некоторыми разделами физической кинетики. Основное внимание уделено применению теории случайных процессов к задачам физической химии. Подробно рассмотрено применение уравнения Фоккера-Планка к описанию кинетики различных физико-химических процессов. Изложены теоретические подходы, которые могут быть использованы при описании химических реакций, протекающих в сильно неравновесных условиях.

Книга предназначена для физико-химиков — научных сотрудников, аспирантов и студентов старших курсов, желающих ознакомиться с методами физико-химической кинетики.

9 рис.; список литературы 203 ссылки.

Монография знакомит читателя с некоторыми методами физико-химической кинетики, которые находят в настоящее время широкое применение при решении многих задач физической химии.

Основное внимание в книге уделено применению теории случайных процессов и теории диффузии к задачам физической химии, а также ряду новых проблем физико-химической кинетики, причём предпочтение отдано тем разделам физико-химической кинетики, которые исследовали авторы в лаборатории физической кинетики НИФХИ им. Л. Я. Карпова.

Из всех разделов физико-химической кинетики наибольшее значение для большинства физико-химиков имеет теория диффузии и её применения. Она тесно связана с общей теорией случайных процессов и уравнением Фоккера-Планка, которые находят всё более широкое применение в химии. Изложению некоторых вопросов теории случайных процессов и теории диффузии посвящена первая глава.

Для решения задач физико-химической кинетики часто необходимо вычислить кинетические коэффициенты, что является достаточно сложной задачей. В этом случае могут оказаться полезными методы приближённого вычисления кинетических коэффициентов, в частности коэффициентов диффузии, описанные во второй главе.

Третья глава монографии посвящена диффузии в сорбционных процессах. В этой главе рассмотрена классическая диффузионная задача о поглощающем центре, которая является основой для теоретического описания кинетики сорбции и десорбции, а также описания процессов, определяемых числом столкновений диффундирующих частиц (коагуляция, рекомбинация, лимитируемая диффузией химическая реакция). Эти процессы разбираются в четвёртой главе. Одним из сравнительно новых вопросов в теории диффузии является теория процессов, зависящих от траекторий блуждающих частиц, например хроматографии. Математическое описание процессов, зависящих от траекторий блуждающих частиц, имеет в настоящее время значение и для химической технологии.

В пятой главе освещено применение уравнений Фоккера-Планка и Больцмана к задачам химической кинетики. Там же рассмотрена динамическая теория распада возбуждённых молекул, развивающая квазиравновесную теорию диссоциации, которая за последние годы нашла широкое применение в теории масс-спектров молекул.

Последняя, шестая глава посвящена вопросам кинетики химических реакций, протекающих в сильно неравновесных условиях, для которых традиционные подходы к описанию оказываются недостаточными. Такие задачи возникают при изучении реакций при высоких энергиях, например реакций в молекулярных пучках. В этой главе для решения задач химической кинетики используются некоторые подходы, применяемые в теории ядерных реакций.

В приложении А приведены некоторые сведения о характеристиках случайных величин, в приложении Б рассмотрен вывод и пределы применимости кинетического уравнения.

В книге не рассматриваются методы классической химической кинетики, которые можно найти в монографии С. Глестона, К. Лейдлера и Г. Эйринга [Глестон С., Лейдлер К., Эйринг Г., Теория абсолютных скоростей реакций, Госинлитиздат, 1948, а также те аспекты теории явлений переноса и связи этих явлений с химической кинетикой, которым посвящены монографии Д. А. Франк-Каменецкого [ Франк-Каменецкий Д. А., Диффузия и теплопередача в химической кинетике, изд. 2-е, Изд. АН СССР, 1967], В. Г. Левича [Левич В. Г., Физико-химическая гидродинамика, Физматгиз, 1959], С. де Гроота и П. Мазура [де Гроот С., Мазур П., Неравновесная термодинамика, Изд, «Мир», 1964].

Авторами совместно написаны § 1—3, 30; Н. Н. Туницким написаны § 7, 8, 10, 12—21; совместно В. А. Каминским и С. Ф. Тимашевым написаны § 4—6, 9, 11, 22—29, 31—33 и Приложения А и Б…

ПРЕДИСЛОВИЕ

Книги на ту же тему

1. Анализ математических моделей: системы законов сохранения, уравнения Больцмана и Смолуховского, Галкин В. А., 2009
2. Теория и приложения уравнения Больцмана, Черчиньяни К., 1978
3. Неравновесные явления: Уравнение Больцмана, Ланфорд III О. Э., Гринберг У., Полевчак Я., Цвайфель П. Ф., Эрнст М. X., Черчиньяни К., Кэфлиш Р. Э., Шпон Г., 1986
4. Математические методы в кинетической теории газов, Черчиньяни К., 1973
5. Теория многих частиц, Власов А. А., 1950
6. Вычислительные методы в физике реакторов, Гринспен Х., Келбер К., Окрент Д., ред., 1972
7. Моделирование динамики и кинетики газовых примесей и аэрозолей в атмосфере, Алоян А. Е., 2008
8. Физика химически активной плазмы, Русанов В. Д., Фридман А. А., 1984
9. Экспериментальные методы химической кинетики: Учебное пособие для университетов, Сергеев Г. Б., Казанская Н. Ф., Ужинов Б. М., Паписова B. И., Гурман В. С., Мелузова Г. Б., Зенин C. В., Романов В. В., 1971
10. Статистическая теория явлений переноса в процессах химической технологии, Протодьяконов И. О., Богданов С. Р., 1983
11. Экспериментальные методы химической кинетики. Учебное пособие для студентов вузов, Эмануэль Н. М., Сергеев Г. Б., ред., 1980
12. Разрушение полимеров, Кауш Г., 1981
13. Химическая физика старения и стабилизации полимеров, Эмануэль Н. М., Бучаченко А. Л., 1982