Collision 플라즈마 rotational temperature에 관해서 질문드릴게 있습니다.
2014.05.02 15:51
플라즈마를 이용해서 가스 분해를 해봤는데요
분광진단을 통해서 플라즈마 토치의 위치별 분해된 종들의 rotational temperature를 측정해 봤습니다.
근데 어떤 한 분해종이 플라즈마 토치중심부에서 위로 올라갈수록 온도가 올라가는 경향이 타나났습니다.
이런 현상이 나타나는 원인이 무엇인가요? 몇번을 측정해도 같은 결과가 나오더군요
혹시 rotational temperature가 밀도와 관련이 있나요? 그 분해종은 저온영역에서 밀도가 급속도로 높아지는 경향이 보이거든요
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비이송식 플라즈마 토치를 이용해서 기체를 분해할 때의 현상에 대한 것으로 미루어 짐작됩니다.
또한 공간상 밀도가 저온영역에서 높아진다는 것으로 미루어 볼 때 분해종이 분사되는 과정에서
단순하게 확산되는것이 아니라 계속해서 화하반응을 하고 있는 것으로 이해 됩니다.
만약 전극과 전극 사이에서 플라즈마 기둥이 형성된, 즉 플라즈마 방전이 이뤄지는 공간내에서의 결과라면
이는 전자와의 에너지교환이 주 원인이 됩니다.
해당 분해종의 rotational energy 준위가 다른 종들에 비해서 낮을 경우 온도가 높아질 수 있습니다.
플라즈마 분사영역에서의 결과라면 이는 다른 분해종들과의 화학반응에 따른 결과입니다.
각 분해물들의 화학반응은 분사영역에서의 엔탈피와 온도에 크게 영향을 받게 됩니다.
말씀하신 분해종이 고온영역에서는 rotational temperature가 높고 저온영역에서 밀도가 높아진다면,
그 분해종을 형성할 수 있는 화학반응이 저온영역에서 활발하다는 뜻이 됩니다.
내부에서 rotational 온도가 높다는 것은 그 영역에서는 다른 분해종과의 에너지 교환이 적은 것입니다.
이 부분은 해당 분해종의 구성물/다른 분해종과의 질량차가 주 원인이 됩니다.
예를들어 OH와 같이 무게 중심이 O 쪽으로 치우친 화학종의 경우 N2와 같이 질량이 동일한 분자에 비해서
rotational temperature와 vibrational temperature가 대체적으로 높게 형성됩니다.
플라즈마 토치에서 분자의 rotational temperature에 대해서는 논문들이 다수 보고되어 있으니
참고해보시기 바랍니다.
감사합니다.