有关昂氏气态方程的几点讨论

本文叙述了有关昂氏气态方程(昂内斯气态方程的简称)的几点讨论.一是昂氏气态方程收缩为范式气态方程的讨论;二是昂氏气态方程温度T昂和理想气态方程温度T理相等的压强(下面简称等温压强)的讨论;三是昂氏气态方程压强P昂和理想气态方程压强P理相等的温度(下面简称等压温度)的讨论.     

有关昂氏气态方程的几点讨论

本文叙述了有关昂氏气态方程（昂内斯气态方程的简称）的几点讨论。一是昂氏气态方程收缩为范式气态方程的讨论;二是昂氏气态方程温度昂T 和理想气态方程温度T理相等的压强（下面简称等温压强）的讨论;三是昂氏气态方程压强昂P 和理想气态方程压强P理相等的温度（下面简称等压温度）的讨论。     

理论物理所专题讲座(Colloquium)简讯

 今年4月17日下午,北师大教授、中科院学部委员黄祖洽先生应邀来我所作了题为《关于Navier-Stokes方程的讨论》的专题报告.Navier-Stokes(N-S)方程是流体力学中主要的基本方程.流体力学方程是宏观层次的经验性描述.流体状态由流速分布μ和有关的热力学量P(压强),ρ(密度)来描述.     

多孔材料的温度和压强计算

多孔材料内部含有大量孔隙,孔隙一旦塌陷就回归为密实物质.但孔隙塌陷沉积的能量将提升基体材料的温度,导致热力学状态量发生变化.尤其是在冲击波压缩下,多孔材料的温升很高,温度变化对其他热力学状态量的变化影响很大,因此解决多孔材料的温度计算是不可回避的问题.本文在研究Grneisen通用函数γ_v(v)的基础上,将密实材料的德拜温度函数通过数学的方法,延拓到多孔材料的密度范围,建立了多孔材料的等效德拜温度函数θ(v);并据此推导出了多孔材料的等熵温度函数T_s(v).再借鉴多孔材料0 k等熵功相等的假设,建立了多孔材料与密实材料在相等压强下等熵功相等的计算模型,给出了多孔材料的等熵压强函数于是,齐备了冲击波压缩下多孔材料温度和压强计算的参考方程,即温度方程T_s(v)和压强方程p_s(v).为了检验本文方法的有效性,以Cu为例计算了孔隙度m=1.13,1.22,1.41,1.56,1.98等5种多孔材料的冲击压强和冲击温度,计算结果与实验数据相符较好.同时,用其他方法做了计算,两种方法计算结果的比较,显示出本文计算方法的可靠性.     

升华能随温度和压强的变化

从克拉珀龙方程出发讨论了金属的升华能随温度和压强的变化规律.研究表明,升华能随温度或压强的增大而近似线性地减小.     

尘埃等离子体中非线性波的叠加效应及稳定性问题

研究了小的有限振幅的无磁场尘埃等离子体中的非线性波.在一维情况下由Korteweg de Veries (KdV)方程来描述,考虑了二维情况下尘埃等离子体中尘埃颗粒上电荷的变化效应以及双温度离子效应后,尘埃等离子体受到横向高阶扰动后动力学方程由Kadomtsev-Petviashvili(KP)方程来描述.在此基础上,研究了以任意夹角传播的两个及三个孤立子的相互作用问题,考虑非线性效应后振幅相等的双孤立子在相互作用区域内振幅最大值是单个孤立子振幅的4倍,振幅相等的三孤立子在相互作用区域内振幅最大值是单个孤立子振幅的9倍.研究还表明波的传播方向受到横向高阶扰动后是稳定的.     

尘埃等离子体中非线性波的叠加效应及稳定性问题

研究了小的有限振幅的无磁场尘埃等离子体中的非线性波.在一维情况下由Kortewegde Veries(KdV)方程来描述,考虑了二维情况下尘埃等离子体中尘埃颗粒上电荷的变化效应以及双温度离子效应后,尘埃等离子体受到横向高阶扰动后动力学方程由Kadomtsev-Petviashvili(KP)方程来描述.在此基础上,研究了以任意夹角传播的两个及三个孤立子的相互作用问题,考虑非线性效应后振幅相等的双孤立子在相互作用区域内振幅最大值是单个孤立子振幅的4倍,振幅相等的三孤立子在相互作用区域内振幅最大值是单个孤立子振幅的9倍.研究还表明波的传播方向受到横向高阶扰动后是稳定的.     

聚合物介电弛豫的温度特性

运用极限的概率模型和Ngai的耦合概念,导出了聚合物介电弛豫的KohlrauschWilliamsWatts(KWW)方程(t)=exp[-(tτ)β],证明了弛豫的能量势垒为Ngai的活化能量E.由β的温度关系推出了适用于聚合物的WilliamsLandelFerry方程和过冷液体的VogelTammannFulcher方程,特别是提出了由聚合物的β(T)可导出弛豫时间的温度函数.认为KWW行为由单个衰减单元产生,幂律行为由局部区域内多个衰减单元的协同衰减造成.将活化能量E引入热刺激电流公式,得到了可通过改变升温速率测量β(T)的公式. 关键词： 介电弛豫 聚合物 极限概率模型 KWW方程     

气体的内能、焦耳-汤姆逊系数与理想气体

本文拟就满足焦耳定律的气体与焦耳-汤姆逊系数μ=0的气体的性质以及理想气体的定义作一些讨论.一、焦耳定律与物态方程 焦耳通过实验研究了气体的内能,得到了气体的内能U仅是温度的函数而与体积无关的结论,即 U=U(T)(l)这就是焦耳定律.式中T是用理想气体绝对温标量度的温度.精确的实验表明,一切实陈的气体,并不严格遵守焦耳定律,只有非常稀薄的气体才较好地服从式(1).假设绝对热力学温标量度的温度θ与T相等,即 T=　(2)则由热力学第一定律和第二定律得到的能方程[1]可以证明。凡满足理想气体物态方程 PV=RT(4)的气体,一定满足焦耳定律…     

氦的液化和超导电性的发现

 十九世纪后半叶,在研究气体的性质随压强和温度变化的关系上,荷兰物理学家作出了重要贡献.1873年、苑德瓦尔斯(Van der Waals)在他的博士论文《气态和液态的连续性》中,提出了包括气态和液态的“物态方程”,即范德瓦尔斯方程.1880年、范德瓦尔斯又提出了“对应态定律”,进一步得到物态方程的普遍形式.在他的理论指导下,英国人杜瓦(J.Dewar)于1898年实现了氢的液化。他所在的荷兰莱顿大学发展了低温实验技术,建立了低温研究所.这个研究所的创始人就是著名低温物理学家昂纳斯(K.Onnes,1853-1926).     

毛细作用的变分法理论

以圆柱形毛细管内壁、毛细管内的液体和气体为研究对象.设毛细管液体的表面为旋转面,写出了系统的自由能(表面能及重力势能)的泛函.使自由能泛函取极值的欧拉方程就是关于附加压强的拉普拉斯公式.泛函取极值时在可动边界(毛细管内壁)上的边界条件就可导出关于接触角的杨氏方程.此二方程是自由能取极值的密不可分的两个必要条件.     

超临界CO2热力学性质的理论计算

应用BWR方程在温度为310～600 K、压强为75～300 bar范围内拟合的超临界CO2流体状态方程,计算了超临界状态下CO2体系的熵、热容和焓.研究表明,这些热力学函数具有明显的超临界特性;与文献值相比,超临界状态下CO2熵的相对误差小于0 .4%,而定压热容的相对误差稍大,为2.45%(T:330～360 K),其数据为进一步从理论上研究超临界CO2与金属铀表面反应的热力学行为奠定了基础.     

高压下硝基甲烷分子温度的密度泛函计算

用密度泛函理论在B3LYP/6-311++G(2d,2P)计算水平上对硝基甲烷分子进行了结构优化、频率和热化学分析.发现:在相同温度条件下改变压强,分子熵函数产生了改变,当温度和压强条件相同时,对于不同物质熵函数的改变是相同的.以热力学理论中麦克斯韦关系为基础,通过计算等温过程中分子的熵函数对压强的变化率,用数值拟合方法得到不同压强条件下分子温度的表达式:T=T0+(1-B)[18.3858+0.5392P]V0,式中T0、V0分别表示分子系统初态的温度和体积,T、V分别表示系统在末态的温度和体积,B是体积的压缩比.在选定参数的情况下该表达式可以计算不同压强条件下CHNO含能材料的分子温度.同时,以硝基甲烷为验证,选取基本参数V0和B,计算其在C-J条件对应的爆压14GPa下,分子温度为3461K,对应爱因斯坦温度,相当于3228cm-1的能量,在实验中该能量足以激发硝基甲烷分子内振动能量重新分配过程,有可能激发C-N键的红外振动而引起单分子分解反应的发生.因此,此表达式可用于预测含能材料撞击点火过程单分子分解可能的反应通道.     

中子星内壳层的物态方程和质子丰度

求解了恒定均匀的强磁场中核子的能谱和波函数，在手征表象中给出含核子反常磁矩(AMM)项的Dirac方程的解；并且计算了中子星内壳层物质的物态方程(EOS)和粒子丰度，发现在强磁场中磁能将使中子星内壳层的压强增加但物质仍然是丰中子，AMM项对质子的极化度有明显效应.     

利用简单方法分析定压热容Cp和熵S对压强与温度的依赖性

假设α(T,p)Bτ(T,p)=α(T0,O)Bτ(T0,0),并运用考虑热压项之后的Tait方程,提出了一种简单而直接的方法来计算不同温度和压强条件下定压热容Cp和熵S的值．将这种方法应用于NaCl晶体和液体甲醇,计算值与可提供的数据吻合得很好．     

Rosen-MorseⅡ势函数的Klein-Gordon方程和Dirac方程束缚态的精确解

在标量势和矢量势相等的情形, 研究了Rosen-MorseⅡ势的相对论效应, 应用超对称和形状不变势方法通过求解Klein-Gordon方程和Dirac方程得到了束缚态能量本征值, 最后, 讨论了Rosen-MorseⅡ势的一种特殊情况.     

临界点附近H2气体的焓和熵的热力学计算

采用热力学方法和Benedict-Webb-Rubin(BWR)方程及相应的参数,计 算了临界温度附近H2气体的绝对焓和熵值,同时拟合了一组高准确度的定压比热容与温度 关联式参数.通过计算值与实验值的比较发现:在临界温度以上,计算值与实验值符合良好 ,对低于临界温度的未饱和H2气体也能计算出较好了结果.但对临界点和温度低于临界温 度、压强高于临界压强的过饱和H2气体的计算误差比较大,说明此时的H2气体的热力学性质特别,应当专门处理.     

从静液压强的形成解读阿基米德原理和帕斯卡定律

液体(包括气体)发生挤压而产生压强,重力是使之发生挤压的一种因素,但不唯一,表面力也是一种因素.压强差公式p2-p1=ρgh全面体现了压强形成的这两种因素,对静液普遍适用.表面外力使液体压强"分布均匀,处处大小相等,且与外力作用在表面上的压强大小相等".这正是帕斯卡定律的实质所在.重力作用使液体压强竖直分布不均,这正是浮力存在和阿基米德原理成立的根源所在.     

Zr4Al2高压下热动力学性质的第一性原理研究

本文主要通过平面波赝势密度泛函理论的第一性原理计算方法,采用广义梯度近似（GGA）交换相关函数,研究了六角结构的Zr₄Al₂的EOS态方程和热动力学性质.通过采用了声子效应的准谐近似德拜模型,我们成功得到了晶胞体积V随温度以及V/V₀、德拜温度（?）、热熔C_V随压强P的变化关系.另外,我们还研究了热膨胀系数α及格林参数γ随温度和压强的变化关系,计算结果表明格林参数和热膨胀系数随温度的升高而增加,但是在较高的温度下,热膨胀系数几乎不受温度的影响.     

使用阿基米德定律计算气体浮力与“气体分子运动论”的结论相矛盾吗?──学习分子物理学的一点体会

根据阿基米德定律,处于气体中的物体所受浮力等于该物体所排开气体的重量.即: 式中,是气体密度,g是重力加速度,V是物体所排开气体的体积. 我们知道,流体产生浮力的原因是由于在流体内部不同深度处的压强不同,从而对放人其中的物体的上下表面施以不同的压力,形成了压力差的缘故.要是某种流体的内部压强处处相等的话,这种流体是不会产生浮力的. 又根据气体分子运动论,气体内部压强为 式中,n为单位体积的分子数,k为玻尔兹曼常数,T为绝对温度,m为一个分子的质量.据此式,在一定温度下,如果气体的密度均匀,则其内部压强为一定值,处处相等,不会形…