高温LiF-NaF-BeF_2熔融体系活度系数和混合焓计算

采用修正的似化学模型和非对称的插值方法对先进反应堆中使用的三元氟化盐LiF-NaF-BeF_2体系的活度系数和混合焓进行了计算,并与修正的McGlashan-Rastogi模型和Harris-Prausnitz模型的计算结果进行了比较。修正的似化学模型计算得到的BeF_2活度系数与实验值的相对偏差绝对平均值为10.7%,好于另外两个模型。三元系活度系数和混合焓的计算结果与边界上的二元系计算结果有较好的连贯性,而且计算值与二元系和三元系的实验数据都吻合较好,表明两种热力学性质是热力学自洽一致的。本文详细计算了LiF-NaF-BeF_2体系在925~1325 K温度区间内的活度系数,当温度升高时,BeF_2活度系数最大值不断减小,对应的BeF_2的含量随之增大。     

理想气体热容的声学测试技术研究

根据热力学基本定律导出的一些热力学关系式,确定了各种热力学参数之间的普遍关联.只要知道了流体在理想气体状态下热容随温度的函数关系以及流体的状态方程,就能确定出该流体的内能、焓、熵、自由能、自由焓、(火用)以及逸度系数等热力学参数.此外,理想气体状态下的热容数据,还可用以反推分子结构与分子间相互作用的微观特性.因此,用实验方法确定工质在理想气体状态下的热容,对于流体工质热物性的研究具有十分重要的意义和作用.     

纳米多晶体的热力学函数及其在相变热力学中的应用

以往关于纳米材料热力学的研究，绝大多数以界面的热力学函数表征整体纳米材料的热力学性质，这种近似处理，对于尺寸超过几十纳米的较粗纳米材料，在相变热力学中对特征转变温度和临界尺寸等重要参量的预测，将导致很大误差. 应用“界面膨胀模型”和普适状态方程，研究了纳米晶界的热力学特性，进一步发展了纳米晶整体材料热力学函数的计算模型，给出了单相纳米多晶体的焓、熵和吉布斯自由能随界面过剩体积、温度，以及晶粒尺寸发生变化的明确表达式. 以Co纳米晶为例，分析了界面与整体纳米多晶体热力学函数的差异，确定了相变温度与晶粒尺寸的依赖关系，以及一定温度下可能发生相变的临界尺寸. 关键词： 纳米多晶体 热力学函数 相变热力学     

用分析型嵌入原子方法计算Pd-Au合金的热力学性质

用修正的分析型嵌入原子方法计算了PdAu二元合金系的稀溶解热、形成焓、表面能和表面聚集能,并将计算的热力学性质与实验结果或第一性原理计算结果进行了比较.     

负绝对温度的热力学及其重要性质

一、引言通常我们认为物体的温度是对物体冷热程度的描述。在热力学里,一个热力学系统的绝对温度T可以用系统内能U或系统焓I对系统熵S的导数来规定: 这里x和y是一对外延量和内合量。对于一般热力学系统,通常系统的内能和焓都是熵的不减函数,也就是说,内能或焓随熵的增加而单调地增加。这样从(1)式就得出结论,系统的温度     

含化学吸热热沉的传热实验分析研究

为了进一步验证碳与二氧化碳化学吸热反应可以大量快速地移除热量,使用耐驰STA449C热综合分析仪,采用差示扫描量热的方法来分析二氧化碳与活性碳的吸热反应过程,得到活性碳样品质量随时间的变化曲线,焓变量随温度的变化曲线,从而获得碳与二氧化碳化学吸热反应的反应焓变。同时,通过设计碳-二氧化碳喷射冷却实验,检测利用该吸热反应进行散热的实际效果,验证将该化学吸热反应应用于高热流密度和高温条件下散热的可行性。     

由13C NMR化学位移测定值确定烷烃生成焓

本文通过分析烷烃核磁共振碳谱（¹³C NMR）化学位移与生成焓之间的关系,提出由¹³C NMR化学位移的测定值来确定烷烃生成焓的新方法．用53个烷烃分子的¹³C NMR化学位移总和（SCS）、三键数（P3）以及碳原子数目（n）与生成焓实验值进行相关,所得回归方程的相关性良好（相关系数R=0.998 2,标准偏差S=3.5 kJ/mol）．进而,通过随机抽样和留一法证实该方程具有良好的稳定性和预测能力．将烷烃¹³C NMR化学位移与其生成焓定量联系起来,不仅有利于深入理解分子结构与性能关系,还为预测那些难于测定且费时的物理化学性质提供了新思路．     

RuH2和RuN2分子热力学稳定性的理论研究

用密度泛函B3LYP方法计算了RuH2和RuN2分子的结构和不同温度下的热力学函数及生成反应的标准焓变△H°、标准熵变△S°和标准自由能变△G°.结果表明,温度低于698.15 K时固态RuH2具有热力学稳定性,温度低于398.15 K时固态RuN2具有热力学稳定性.     

双(2,2-二硝基丙基)甲缩醛的结构和爆轰性能的量子化学研究

利用B3LYP/6-311+G(2d,p)方法对一种新型含能增塑剂双(2,2-二硝基丙基)甲缩醛进行几何优化,计算了其红外光谱、生成焓和爆轰特性. 分析了最弱键的键离解能和键级并预测了目标化合物的热稳定性. 结果表明双(2,2-二硝基丙基)甲缩醛中的四个N-NO₂键的键离解能都为164.38 kJ/mol. 表明目标化合物是一个热力学性能稳定的化合物. 以凝聚相生成焓和分子密度为基础,采用Kamlet-Jacobs方法预测其爆速和爆压. 目标化合物的晶体结构属于P21空间群.     

从常温常压到超临界乙醇的分子动力学模拟

采用分子动力学方法系统地研究了从常温常压到超临界状态乙醇的热力学性质、结构性质和动力学性质.模拟发现随着温度的升高,体系焓值增大,乙醇分子间的氢键作用减弱,自扩散系数增大;随着压强的增大,乙醇分子间的氢键作用增强,自扩散系数减小;乙醇自扩散系数在液相区随温度变化不明显,在气相区随压强增大很快减小,超临界区乙醇的自扩散系数比液相区大十几倍.温度和压强对乙醇自扩散系数的影响可通过密度来体现.与常温常压相比,超临界条件下的乙醇体系因密度涨落存在分子聚集现象,且在低密度区域更显著;乙醇分子间的氢键作用明显减弱,结     

核物质中的力学和化学不稳定性

用有效的手征模型和Brown-Rho标度在相对论平均场近似下研究在有限温度下的核物质,再现了核物质的基本性质,计算热力学系统的力学和化学不稳定性,得到相变图.     

压力对实际气体热力学能影响的宏观及微观分析

热力学能和焓是工程技术中用途广泛的热力学状态参数,压力越高,实际气体的热力学能和焓值越小,这与我们一般的感性认识背道而驰.本文采用宏观实际气体状态方程求偏微分及热力学能统计定义微观的角度,推导分析了压力对实际气体热力学能的影响,从理论上证明了实际气体的热力学能随着压力的升高而减小这一规律.     

竖直周期外驱力下的颗粒碰撞自组织研究

对竖直方向振动诱导的颗粒碰撞进行了理论和实验的探究.按照近似原则选取恰当参量,在准理想气体近似下对颗粒系统做极限假设,用热力学方法分析系统得出系统状态量服从的微分方程,针对该方程不可解析求解问题,提出了有效的修正方法并做级数修正.基于热力学输运和逐级展开研究受竖直驱动的颗粒系统的碰撞,展示了对颗粒系统的的研究思路,对文献中没有指明的恒温近似做进一步处理,给出温度分布方程和一阶修正,证明该近似在实验条件下成.     

压力对实际气体热力学能影响的宏观及微观分析

热力学能和焓是工程技术中用途广泛的热力学状态参数,压力越高,实际气体的热力学能和焓值越小,这与我们一般的感性认识背道而驰.本文采用宏观实际气体状态方程求偏微分及热力学能统计定义微观的角度,推导分析了压力对实际气体热力学能的影响,从理论上证明了实际气体的热力学能随着压力的升高而减小这一规律.     

化学链燃煤系统的过程模拟

化学链燃烧是一个基于(近)零排放理念的先进能源利用技术。针对以NiO/NiAl_2O_4为氧载体的煤直接化学链燃烧系统,本文利用Aspen Plus软件进行了详细的模拟计算和热力学分析,研究了主要运行参数对系统性能的影响,得到了系统优化的运行工况,即燃料反应器的温度和压力分别为816.41℃和0.1 MPa,空气反应器的温度和压力分别为1200℃和0.1 MPa,氧载体煤北为14.0,空气煤北为7.8;并北较和评价了化学链燃煤系统和常规空气燃煤系统,发现化学链燃煤系统在热效率、(?)效率、碳捕捉率、NO_x和CO排放量等方面有优势,但SO_x排放量与常规燃煤系统相近。     

高压下Ni_3Al热力学性质的第一性原理研究北大核心CSCD

运用第一性原理方法结合准谐Debye-Grüneisen模型研究了高压下Ni3Al的热力学性质,拟合了Ni3Al的状态方程,计算了不同压强下Ni3Al的弹性模量及吉布斯自由能等热力学性质随温度的变化关系.计算结果表明:采用七阶Birch-Murnaghan方程拟合的晶格常数与实验测量结果吻合较好;零压下弹性模量、吉布斯自由能、焓、熵、热容和体膨胀系数随温度的变化与实验值符合较好;在特定压强下,Ni3Al的弹性模量和吉布斯自由能随温度升高而减小,焓、熵随温度升高而增加;预测的德拜温度约为500K,与实验值符合较好.     

洛伦兹破缺理论与Vaidya黑洞弯曲时空中的Dirac粒子隧穿辐射特征

本文把平直时空中的洛伦兹对称性破缺的Dirac方程推广到动态Vaidya黑洞弯曲时空中.由于动态Vaidya黑洞的表观视界与类时极限面重合,根据霍金辐射量子效应理论,我们在Vaidya黑洞的表观视界ra=2M(v)处研究了洛伦兹破缺理论对Dirac粒子Hawking隧穿辐射特征的影响.我们通过gamma矩阵的对易性质和半经典近似得到了一个新的洛伦兹对称性破缺的Dirac-Hamilton-Jacobi方程,并利用这一修正的Dirac-Hamilton-Jacobi方程研究了Dirac粒子隧穿辐射的特征,讨论了洛伦兹对称性破缺对动态球对称Vaidya黑洞的热力学参数的影响.结果发现,洛伦兹破缺理论中仅有类以太修正项会对黑洞热力学性质带来修正.同时,还发现修正Hawking温度与类以太矢量修正项系数的正负有关,而我们之前应用洛伦兹破缺理论研究标量粒子的修正Hawking温度也是与类以太矢量修正项系数的正负有关的.     

焓探头测量特性研究

焓探头用于高温气体特性测量,比其它方法更适用于在2000－10000K温度内对气体的焓值、温度、速度地行精确测量。研究了不同气体采样速率对焓探头测量结果的影响,以及焓探头置入后被测报体状态的影响,并分别检验了焓探在热等离子体射流的低温区和高温区的测量精度。对工作在大气压下的空气等离子体射流,得出焓探头测量的温度范围在800－7000K左右。     

高压下Ni3Al热力学性质的第一性原理研究

运用第一性原理方法结合准谐Debye-Grüneisen模型研究了高压下Ni3Al的热力学性质,拟合了Ni3Al的状态方程,计算了不同压强下Ni3Al的弹性模量及吉布斯自由能等热力学性质随温度的变化关系. 计算结果表明：采用七阶Birch-Murnaghan方程拟合的晶格常数与实验测量结果吻合较好;零压下弹性模量、吉布斯自由能、焓、熵、热容和体膨胀系数随温度的变化与实验值符合较好;在特定压强下,Ni3Al的弹性模量和吉布斯自由能随温度升高而减小,焓、熵随温度升高而增加;预测的德拜温度约为500K,与实验值符合较好.     

固体物理学中平衡态的热力学条件分析

在具体分析和讨论肖特基缺陷热平衡浓度的热力学平衡条件的基础上,指出其热力学平衡条件是自由焓Φ最小的态;对于固体物理学中采用自由能F最小作为热力学平衡态的条件进行了分析和讨论,在压强为大气压或压强足够低的条件下,自由焓Φ最小近似为自由能F最小。