Espalhamento de luz em uma mistura binaria de gases monoatomicos e poliatomicos

Abstract

Resumo: A distribuição espectral da luz espalhada por flutuações térmicas microscópicas próximas do equilíbrio e calculada para uma mistura binaria de gases monoatômicos e poliatômicos a partir de um modelo hidrodinâmico estendido. Neste modelo, as equações hidrodinâmicas linearizadas da teoria termodinâmica irreversível são suplementadas com uma equação de relaxação para a pressão dinâmica do gás poliatômico. As moléculas do gás monoatômico são consideradas como esferas perfeitamente rígidas, elásticas e lisas, enquanto que as moléculas do gás poliatômico como esferas perfeitamente rígidas, elásticas e rugosas. Os resultados mostram que a equação de relaxação exerce grande influencia nas misturas em que a massa da partícula monoatômica e menor que a massa da molécula poliatômica, quando a concentração do gás poliatômico e muito maior que a do gás monoatômico. Como uma aplicação são analisados os espectros da luz espalhada para misturas de He - CH4, Xe - CH4 e Ne - CD4.

Abstract: The spectral distribution of light scattered by microscopic thermal fluctuations about equilibrium is calculated for a binary mixture of monoatomic and poliatomic gases. The linearized hydrodynamic equations of irreversible thermodynamic theory of mixtures are supplemented with a relaxation equation for the dynamic pressure of the polyatomic gas. The molecules of the monoatomic gas are characterized by perfectly smooth, elastic and rigid spheres, while the molecules of the polyatomic gas by perfectly rough, elastic and rigid spheres. The results show that the relaxation equation has great influence for mixtures in which the mass of the monoatomic particle is lighter than the mass of the polyatomic molecule providing that the concentration of the polyatomic gas is greater than the monoatomic one. As an application the spectra of light scattered from mixtures of He - CH4, Xe - CH4 and Ne - CD4 are analysed.