Programa para o cálculo de fluxos de população correspondentes aos processos V-V e V-V' em colisões moleculares do sistema OH (v' ,j') + O2 (v'', j'')
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Data
2012-06-05
Autores
Silva Junior, Edivaldo José da
Konzen, Pedro Henrique de Almeida
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Resumo
O projeto busca desenvolver em dois anos um pacote computacional capaz de modelar reações químicas
de interesse atmosférico. Especificadamente a reação do O2 (v') + OH (v'), oxigênio moleculare da hidro -
xila vibracionalmente excitados, proposta como uma nova fonte para a formação de O3 (ozônio) [1]. Este
trabalho tem como motivação o chamado problema do "Déficit de Ozônio", consistente na diferença exis -
tente entre as concentrações do ozônio esperado, considerando os estudos teóricos, quando comparado
aos dados experimentais, o que indica que ainda existem fontes de O3 que não estão sendo consideradas.
Na primeira etapa do projeto foi desenvolvido um pacote computacional paralelizado que recebeu o nome
de OZONE1DP, que possui uma interface escrita em C++ que liga os cálculos introduzidos ao pacote
computacional CVODE [2]. O pacote OZONE1DP calcula equações diferenciais ordinárias (rígidas e
não- rígidas) com alta precisão. Para validar o pacote computacional foi introduzido um problema que
prevê um sistema homogêneo de N2 (nitrogênio molecular), para o qual os processos de relaxação vibra -
cional mais prováveis durante as colisões são aqueles que correspondem às trocas de um quantum o que
leva a troca entre três níveis vibracionais da molécula. Esse problema foi resolvido por Treanor em 1968
[3]. As equações foram introduzidas no pacote e adaptadas de forma a gerar menos custo computacional.
As equações foram resolvidas utilizando os processos V-V (vibration-vibration), onde ocorre a conserva -
ção da energia interna da molécula, e V-V, V-T (vibration-vibration e vibration- translation), onde ocorre
a perda da energia interna da molécula que é convertida em energia translacional. O OZONE1DP conse -
guiu chegar na função de distribuição de Treanor, nos processos V-V, e na função de distribuição de
Bolztmann, nos processos V-V, V-T, assim como previsto por Treanor em 1968. Com a finalidade de fa -
zer comparações com outras moléculas, foram calculados os parâmetros moleculares do O2 , espécie de
interesse do projeto global. Determinados esses parâmetros foram realizados cálculos para um sistema
molecular formado por O2 considerando somente os processos VV. Percebeu-se que o sistema formado
por N2 chega em uma solução estacionária mais rápido que um sistema formado por O2. Isso ocorre por -
que o oxigênio molecular possui mais níveis vibracionais que o nitrogênio molecular e também porque a
probabilidade de colisão do N2 é maior que o do O2.
Descrição
Anais do I Encontro de Iniciação Científica e de Extensão da Unila - Sessão de Ciências Biológicas. Dia 05/06/12 - 14h00 às 18h00, Unila-Centro - Sala 14 - 3o Piso
Palavras-chave
Colisões moleculares, Relaxação vibracional, Nitrogênio molecular, Física