低温高密度N2气体的状态方程

 将Beattie-Bridgeman（BB）方程和其改进形式Benedict-Webb-Rubin（BWR）方程应用于低温高密度的N₂气体,通过计算值与实验值的比较发现：在N₂气体温度低至150 K、压强达100 MPa和密度达临界密度ρ_c的2.548倍时,BWR方程仍能计算出可靠的结果,对低于临界温度的过冷气体也能给出较高准确度的计算结果,这说明该方程对低温高密度的N₂气体能准确描述。而BB方程却不适用于低温高密度的情况。     

临界点附近的H2气体的状态方程

将Ｂｅｎｅｄｉｃｔ－Ｗｅｂｂ－Ｒｕｂｉｎ（ＢＷＲ）方程应用于Ｈ２气体,采用非线性最小二乘法,精选参与拟合的实验数据和初始参数,拟合出了适用于温度３０Ｋ－７００Ｋ、压强０．１ａｔｍ－１００．００ａｔｍ范围Ｈ２气体的有关参数,进而作了全部Ｐ－Ｖ－Ｔ回代计算,通过计算值与实验值的比较发现：Ｈ２气体温度在临界点附近（３０Ｋ－４０Ｋ）,压强达１００．００ａｔｍ和密度超过临界密度ρｃ的两倍时,ＢＷＲ方程仍能计     

温度和压强对金属化合物Co_2Zr和Co_2Ti的结构和热力学性质影响的研究

基于平面波赝势密度泛函理论(DFT)和广义梯度近似(GGA)的第一性原理计算了高温高压下金属化合物Co_2Zr和Co_2Ti的结构和热力学性质.Co_2Zr和Co_2Ti均为立方晶体,且结构类型为Cu2Mg结构.通过计算得出的晶格参数跟实验值符合较好.用准谐德拜模型计算了Co_2Zr和Co_2Ti的热力学性质.在0~100 GPa的压强和0~1500 K的温度作用下,两种物质的德拜温度Θ,热容CV,热膨胀系数α随压强和温度的变化而变化.随着压强的增大,德拜温度单调的增加;相同压强下,Co_2Ti的德拜温度始终大于Co_2Zr.热容CV和热膨胀系数α均随温度的增加而增加,增大压强时反而减小,说明减小温度和增大压强对CV以及α有相同的影响.     

金红石结构TiO2结构和热力学性质的第一性原理研究

利用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法以及准谐德拜模型研究了金红石TiO₂的结构和热力学性质.常温常压下所计算的晶格常数、体弹模量及其对压强的一阶导数与实验值和其他理论计算结果相符的较好.另外,我们还计算了体弹模量、热膨胀系数、热容与温度和压强的关系.     

LiH的热力学性质及分子内部运动对体系热力学性质的影响

利用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法,计算了LiH在零温零压下的晶格常数、体弹模量,计算结果与实验值和其他理论计算值符合得较好.通过准谐德拜模型计算了LiH在压强为0-80GPa、温度为0-2000K范围内,体积膨胀率、热涨系数、德拜温度及定容热容随压强和温度的变化关系.最后,以代数方法（AM）和势能变分法(PVM)为基础,运用统计热力学理论计算了LiH分子内部运动对体系热力学性质的影响.     

统一状态方程描述同位素气体

通过对分子动力学模拟公式和同位素相互作用势特点的分析,提出用一个统一的状态方程描述同位素气体的P-V-T特性.进而选用Benedict-Webb-Rubin方程作为统一的状态方程,利用H2气体的135组实验值确定其八个参数.这个方程的计算结果与H2和D2气体的实验值符合良好.T2气体目前尚未见到成套的P-V-T实验数据报道,不能直接与实验结果对比,但与T2气体的分子动力学模拟计算结果一致.     

金红石结构TiO2结构和热力学性质的第一性原理研究

利用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法以及准谐德拜模型研究了金红石TiO2的结构和热力学性质。常温常压下所计算的晶格常数、体弹模量及其对压强的一阶导数与实验值和其他理论计算结果相符的较好。另外,我们还计算了体弹模量、热膨胀系数、热容与温度和压强的关系。     

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.     

铝热力学特性的晶格动力学研究

在准谐近似下,利用准谐德拜模型通过亥母霍兹自由能构造出了铝在低于熔点温度范围内的物态方程和热力学特性。研究表明,在广泛的温度和压强范围内,铝的体积弹性模量和对应体积与有效的实验值一致,且其静态物态方程以及不同温度和压强下的热容量、熵、热膨胀系数等热力学特性也与有效的实验结果符合的很好。     

高压下TiC的弹性、电子结构及热力学性质的第一性原理计算

利用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法 并结合准谐徳拜模型研究了NaCl结构的TiC在高压下的弹性性质、电子结构和热力学性质. 计算所得零温零压下的晶格常数、体弹模量及弹性常数与实验值符合得很好. 零温下弹性常数和弹性模量随压强增大而增大. 通过态密度和电荷密度的分析, Ti-C键随压强增大而增强. 运用准谐德拜模型, 成功计算了TiC在高温高压下的体弹模量、熵、热膨胀系数、徳拜温度、 Grüneisen参数和比热容. 结果表明压强对体弹模量、热膨胀系数和徳拜温度的影响大于温度对其的影响. 热容随着压强升高而减小, 在高温高压下, 热容接近Dulong-Petit极限.     

Pressure induced effects on the Fermi surface of superconducting 2H-NbSe2

The pressure dependence of the critical temperature T(c) and upper critical field H(c2)(T) has been measured up to 19 GPa in the layered superconducting material 2H-NbSe2. T(c)(P) has a maximum at 10.5 GPa, well above the pressure for the suppression of the charge density wave (CDW) order. Using an effective two-band model to fit H(c2)(T), we obtain the pressure dependence of the anisotropy in the electron-phonon coupling and Fermi velocities, which reveals the peculiar interplay between CDW order, Fermi surface complexity, and superconductivity in this system.     

二元系统气液临界曲线的分类和计算

 分析报道了二元混合物的气-液临界曲线的测定方法和基本类型。运用从硬球模型得出的、适用于高温高压的状态方程，计算了6个体系的临界曲线，并与实验值比较，得到了令人满意的结果。     

Predicting the liquid-vapor critical point from the crystal anharmonicity

A "universal" dependence is predicted of the reduced critical parameters, k(B)T(c) / E0(gamma), V(c) / V0(gamma), and P(c)V(c)/k(B)T(c) = Z(c)(gamma), on the crystal anharmonicity gamma (closely related to the Gruneisen parameter gamma(G)). It is based on a simplified embedded-atom type approach which enables one to utilize the universal zero-temperature equation of state in a version of fluid perturbation theory. This model's critical temperature and density agree with the experimental results for both the heavy rare gases ( gamma approximately 2.85) and heavy alkali metals ( gamma approximately 1.35). Predicted critical parameters for many other liquid metals are consistent with previous estimates, but the model is not applicable when directional bonding is important.     

水中放电等离子体状态方程的理论研究

 水中放电等离子体通道内温度达2×10⁴～5×10⁴ K、而压力达1～10 GPa。在这样的参数下,等离子体的状态方程已不能用理想气体状态方程来描述。首次考虑了粒子间的相互作用对水中放电等离子体参数下粒子电离能的影响,计算了电子的简并性、带电粒子间的库仑相互作用、原子内部能级扰动所产生的压力。计算结果表明：当H、O原子和离子的总密度n=10²⁹ m^-3时,若考虑电离能漂移,则电子密度提高的最大幅度达70%;电子的简并性对压力的影响很小;粒子间的库仑相互作用在高温区使总压减小较显著,但在所计算的参数范围内,其幅值也不大于10%;当n=10²⁹ m^-3、T≈2×10⁴ K时,原子内部能级的扰动使总压增大约30%。     

Structural and thermodynamic properties of AlB2 compound

We employ a first-principles plane wave method with the relativistic analytic pseudopotential of Hartwigsen, Goedecker and Hutter (HGH) scheme in the frame of DFT to calculate the equilibrium lattice parameters and the thermodynamic properties of AlB₂ compound with hcp structure. The obtained lattice parameters are in good agreement with the available experimental data and those calculated by others. Through the quasi-harmonic Debye model, obtained successfully are the dependences of the normalized lattice parameters a/a₀ and c/c₀ on pressure P, the normalized primitive cell volume V/V₀ on pressure P, the variation of the thermal expansion α with pressure P and temperature T, as well as the Debye temperature \Theta_D and the heat capacity C_V on pressure P and temperature T.     

饱和蒸气密度、焓和蒸发潜热的通用对比态推算式

本文提出了新的饱和蒸气密度的通用对比态推算式,并分别以标准沸点下的蒸发潜热和临界温度与标准沸点温度之差为基准,对蒸发潜热和温度无量纲化导出了工质蒸发潜热通用对比态方程,结合饱和液体焓通用对比态方程导出了饱和蒸气焓通用对比态方程,揭示出饱和蒸气焓通用对比态方程为双变量函数,除有温度变量外还包含有表示物质差异的变量。对多种物质的文献值计算比较,以上方程的总的平均绝对偏差分别为0.43％、0.87％和O.35％。     

First-order antiferro-ferromagnetic transition in Fe(49)(Rh(0.93)Pd(0.07))(51) under simultaneous application of magnetic field and external pressure

A magnetic field-pressure-temperature (H-P-T) phase diagram for first-order antiferromagnetic (AFM) to ferromagnetic (FM) transitions in Fe(49)(Rh(0.93)Pd(0.07))(51) has been constructed using resistivity measurements under simultaneous application of magnetic field (up to 8 T) and pressure (up to 20 kbar). The temperature dependence of resistivity (ρ-T) shows that the width of the transition and the extent of hysteresis decreases with pressure and increases with magnetic field. By exploiting opposing trends of dT(N)/dP and dT(N)/dH (where T(N) is the first-order transition temperature), the relative effects of temperature, magnetic field and pressure on disorder-broadened first-order transitions has been studied. For this, a set of H and P values are chosen for which T(N)(H(1),P(1)) = T(N)(H(2),P(2)). Measurements for such combinations of H and P show that the temperature dependence of resistivity is similar, i.e. the broadening (in temperature) of transition as well as the extent of hysteresis remains independent of H and P. Isothermal magnetoresistance measurements under various constant pressures show that even though the critical field required for AFM-FM transition depends on applied pressure, the extent of hysteresis as well as transition width (in magnetic field) remains constant with varying pressure.     

爆轰产物的冷比内能与冷压的函数表达式

 猛炸药爆轰产物的状态可以用两相的强排斥-平动物态方程（简称为两相的排平物态方程）很好地描述。以爆轰产物分两段的等熵曲线为参考曲线的两相的排平（k, γ）物态方程，已经用于爆轰参数和强爆轰参数的理论估算，所得理论值与实验值符合得很好。为了更方便地估算爆温，有必要给出描述分子间相互作用的比内能项与压力项（分别简称为冷比内能与冷压）。参照描述分子间相互作用的Morse势和Mie势的排斥项，给出了带待定参数A、m、n和l的冷比能项和冷压项，这样的物态方程被称为两相的排平（A, m, n, l）物态方程。用TNT的{D, ρ₀}实验数据组，确定了两相的排平（A, m, n, l）物态方程的参数n=1和l=1/3，因此，可将其简称为两相的排平（A, m）物态方程。它适用于所有的猛炸药的爆轰产物。用硝基甲烷的强爆轰参数{p, D, T}实验数据组对其所做的检验表明，两相的排平（A, m）物态方程是恰当的爆轰产物物态方程。     

About isotope equilibrium between liquid and vapour phases

A new semi-empirical formula was devised for liquid-vapour fractionation at thermodynamic equilibrium, which is valid for the whole temperature range, i.e. from the freezing to the critical temperature, Tc. The new formula contains three parameters (A, B and C) only: 10(3) ln alpha = ((A/T2) - (B/T))(1-x)+ C((Tc-T)/(T2))X, where X is the ratio of saturated vapour pressure at temperature T to the critical pressure. Physical reasons for the above formula are presented. The following numerical values of the parameters have been obtained by fitting the above expression to the experimental data from literature: A=1.3781x10(6), B=1.8876x10(3), C=3655.8 for 18O/16O, and A=18.993x10(6), B=40.798x10(3), C=18405 for D/H isotope fractionation. In both cases, X was calculated from the Van der Waals semi-empirical formula for vapour pressure, which has only one crude parameter: X=exp(-3.3(Tc-T/(T)).