离子的撞击频率英文解释翻译、离子的撞击频率的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【电】 collision frequency of ion
分词翻译:
离子的英语翻译:
ion
【化】 ion
【医】 ion
撞击频率的英语翻译:
【电】 collision frequency
专业解析
离子的撞击频率(Ion Collision Frequency)是物理化学和电化学中的重要概念,指单位时间内一个离子与其他粒子(如其他离子、分子或电极表面)发生碰撞的平均次数。该参数直接反映离子在介质(如溶液离子体或气体)中的运动活跃程度,与离子传输速率、化学反应动力学及电导率等密切相关。
核心定义与物理意义
-
微观机制
离子在电场或热运动驱动下发生定向或随机迁移,与其他粒子碰撞会导致运动方向与能量的改变。撞击频率((
u))越高,表明离子运动越剧烈,能量传递效率越高。在电解质溶液中,它与离子迁移率((mu))的关系为:
$$
mu = frac{q}{m
u}
$$
其中 (q) 为离子电荷,(m) 为质量。
-
影响因素
- 浓度:离子浓度越高,碰撞概率越大,(
u) 增大;
- 温度:温度升高加剧热运动,(
u) 显著提升;
- 电荷与尺寸:高电荷、小尺寸离子更易受电场作用,碰撞频率更高。
应用场景
- 电化学体系:在电池或电解池中,离子撞击电极表面的频率决定电荷转移速率,影响反应效率;
- 等离子体物理:气体放电过程中,离子与电子/中性粒子的碰撞频率关联等离子体导电性与稳定性;
- 生物膜传输:细胞膜离子通道的离子撞击行为与神经信号传导相关。
权威参考
- 国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC) 将碰撞频率定义为“粒子间单位时间的平均碰撞次数”,强调其统计意义(IUPAC Gold Book: Collision Frequency)。
- 《物理化学》教材(Atkins, P.W.) 指出离子迁移率与碰撞频率的反比关系,推导了电场中离子漂移速度公式(Atkins, Physical Chemistry, 11th ed., Oxford Press)。
- 美国国家标准技术研究院(NIST) 的等离子体数据库提供了离子-中性粒子碰撞频率的计算模型(NIST Plasma Formulary)。
数学表达
在理想气体近似下,离子撞击频率可表示为:
$$
u = n sigma sqrt{frac{8k_BT}{pi m}}
$$
其中 (n) 为粒子数密度,(sigma) 为碰撞截面,(k_B) 为玻尔兹曼常数,(T) 为温度。
网络扩展解释
离子的撞击频率(Collision Frequency of Ion)是指单位时间内,离子与其他粒子(如分子、其他离子等)发生碰撞的次数。这一概念在电化学、等离子体物理及化学反应动力学等领域具有重要意义。以下是详细解释:
1.定义
离子的撞击频率反映了离子在特定环境中运动的活跃程度。它取决于离子的浓度、运动速度及周围粒子的分布密度。例如,在电解质溶液中,高浓度离子会因更密集的空间分布而增加碰撞机会。
2.影响因素
- 浓度:离子浓度越高,单位体积内的粒子数量越多,碰撞频率随之增加(参考和3的化学反应碰撞理论,适用离子场景)。
- 温度:温度升高会加快离子的热运动速度,一方面提高碰撞频率,另一方面也可能增加碰撞能量,促进有效碰撞(即引发化学反应的碰撞)。
- 电荷作用:离子携带的电荷可能影响其运动路径。例如,同种电荷离子相互排斥可能减少碰撞,而异种电荷则可能增加吸引碰撞的概率(该点未在搜索结果中直接提及,但结合电学背景可推导)。
3.应用领域
- 电化学:在电池或电解池中,离子的碰撞频率影响导电效率和反应速率。
- 等离子体研究:等离子体中离子的频繁碰撞与能量传递、电离平衡密切相关。
- 化学反应:作为反应物的离子,其碰撞频率是决定反应速率的关键因素之一。
补充说明
离子的撞击频率英文为“collision frequency of ion”。需注意,并非所有碰撞都能引发反应,还需满足能量和方向等条件的“有效碰撞”(参考的碰撞理论扩展至离子场景)。
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