氦-3状态方程研究进展第二部分:正常液相区和气体区以及全区间状态方程

宽温度和压力范围的3He详细热力性质数据对进行极低温基础科学研究和制冷特性研究是至关重要的.但至今尚缺乏一个热力学统一的解析形式状态方程,来准确描述1K左右到室温300K大温区的3He热力学性质.在收集和整理各类研究3He热力性质文献的基础上,总结了正常液相区和气体区以及全区间3He状态方程的研究状态,这项工作不仅能为关心3He局部区域性质的研究人员提供总结,而且可为今后开发宽范围的3He热力学状态方程提供参考.     

采用常规状态方程计算氦-3热力性质的可行性研究

3He作为一种特殊的工质在低温工程、基础物理学和空间技术等领域获得重要应用,这些应用需要可靠的3He热力学性质数据。但是目前没有适用于3He的宽范围状态方程。不仅如此,而且有关的热物性实验数据也十分稀缺,这给应用3He的研究人员带来了困难。本文基于全面收集和整理有关3He的各类数据,通过编写计算机程序,考察了五种常用的状态方程(理想气体状态方程,范德瓦尔方程,RK方程,RKS方程和PR方程)用于计算3He在4K~100K温区定压下比容-温度关系的可行性,并将计算结果与实验数据进行了比较。这些比较结果将为3He状态方程的研究提供有价值的参考。     

氦-3热力学状态方程框架

本文构建了低温流体3He状态方程的总体研究框架,它以温度和密度为独立变量,采用Helmholtz能形式表述 3He的热力性质依赖关系。在此基础上,推导了基于Helmholtz能形式基本状态方程的各热力学性质表达式。     

一个HFC-134a的专用状态方程

一、问题的提出 HFC-134a是CFC-12的一种很有希望的替代物,对它的热力性质进行深入的研究非常必要,特别是状态方程的研究尤为重要,它是热力学参数计算的重要基础与依据。 评价一个状态方程的好坏,在于它的适用范围、再现不同相区PVT及导出量的精度以及使用的方便性。近几年国内外陆续发表了一些HFC-134a状态方程,其中主要包括日本的C.C.Piao等,美国的D.P.Wilson等,以及哈工大赵鸿斌等发表的方程。这     

PR状态方程的二元混合制冷剂热力性质计算

基于PR状态方程法和剩余函数法建立了混合制冷剂在过冷区、两相区以及过热区的热力学参数计算模型,将混合制冷剂R410A的计算结果与NIST数据库进行比对以验证模型精度.在此基础上,对二元混合制冷剂CO2/R600a(33.546/66.454,mass％)在不同相区的热力性质进行了推算,其计算结果可以用于以CO2/R600a为制冷剂的制冷系统的热力计算分析和性能优化.     

液氘状态方程实验数据测量

在神光Ⅱ高功率激光装置上建立了液氘状态方程实验研究系统, 在80 min内实现控温范围12–300 K可调、控温精度±0.03 K、机械震动 ≤20 μm的实验控制精度; 通过镀膜窗口质量筛选和靶体清洁工作解决了低温下窗口材料残余反射率高的难题, 获得了信噪比较好的实验图像; 利用神光II第九路输出3ω (351 nm)、3 ns、1000 J的能力, 采用阻抗匹配方法, 配合任意反射面速度干涉仪诊断系统, 在国内首次获得液氘在约60 GPa压力下的冲击绝热线实验数据, 数据与国外同压力区间数据符合较好, 为下阶段约100 GPa压力范围液氘状态方程的实验研究奠定了基础.     

现行电力系统热经济性状态方程

本文用系统工程观点,定义了热力发电厂热经济性系统状态方程。指出,状态方程的结构与系统的结构一一对应,系统的热经济性取决于系统的结构及系统所处热力学状态。该方程的出现为电厂热经济性的计算、分析与综合提供了新的基础和研究方法。     

氘、氦及其混合物状态方程第一原理研究

利用量子分子动力学方法对氘、氦及其混合物的状态方程进行了研究. 计算了氦在密度0.32-5 g/cm³, 温度1000-50000 K范围内的状态方程, 并与化学模型的结果进行了比较; 同时计算了冲击Hugoniot曲线, 与气炮实验的结果符合得很好. 通过计算对分布函数及态密度, 探讨了氦在高温高压下发生金属-绝缘体转变的机理. 计算了氘在密度0.19-0.84 g/cm³, 温度20-50000 K范围内的状态方程; 并计算了理论Hugoniot状态, 由于没有考虑原子的零点运动, 在低温区, 理论结果比实验值小. 对氘氦混合物的状态方程进行了研究, 计算了温度和密度区间为100-50000 K, 0.19-0.84 g/cm³, 不同混合度下的293个状态点的状态方程. 对线性混合近似进行了考查, 结果表明线性混合近似是一个粗略的近似.     

适用于整个区域的HFC-227ea状态方程

基于现有的pvT和导出性质实验数据,拟合了一个HFC-227ea的35项专用状态方程。本方程适用于HFC-227ea压力从零至65MPa,密度从零至1730 kg.m_-3,温度从204至423 K整个流体区域的热力学性质计算。通过与实验结果比较,检验了对HFC-227ea各种热力学性质的计算精度,包括pvT性质、比定压热容、声速、焦汤系数、饱和蒸气压等,结果表明本方程具有很高的精度。     

水高温高密度状态方程理论研究

 采用MCR方法计算由exp-6势描述的水分子作用体系的pVT状态方程。与MD数值模拟结果比较后发现，由于水分子间强烈的吸引作用有利于分子有序化过程的发生，在较高温度（2 000~4 000 K）条件下，水分子作用体系仍呈现出固态特征。该物相区内体系的热力学性质不能用MCR理论描述但MCR理论准确预言了水分子作用体系高温液相区pVT状态方程。     

氦-3熔化压力方程

在广泛收集实验数据和理论关联式的基础上,提出了低温流体3He的宽温区、高精度熔化压力方程。该方程采用国际标准单位制,首次以统一而非分段的形式描述了3He在0．001 K-30 K宽温区熔化压力与温度的关系,方程计算值相对于406个实验数据点的最大和平均偏差分别为3．02％和0．106％。计算表明,该方程在0．31586 K时存在最小压力 2．93113 MPa,这一结论与以往的实验和理论研究非常吻合。     

Equation of state of solid 3He

We present results of diffusion Monte Carlo calculations for the bcc and hcp phases of solid 3He, using a recent ab initio interatomic potential, including two- and three-body terms. This potential is found to yield an equation of state for condensed 4He in excellent agreement with experiment, in a wide density range. For 3He, we find a systematic discrepancy, worth 0.7 K, between our computed equation of state and a commonly accepted experimental one. We attribute such a discrepancy to an improper choice of reference energy in the determination of the experimental equation of state.     

岩盐结构氧化锌物态方程的分子动力学模拟

利用分子动力学方法和有效经验对势模型对ZnO岩盐结构高温高压下的物态方程进行了研究， 发现分子动力学方法得到的ZnO岩盐结构的摩尔体积(300?1273 K，3.2?10.4 GPa)和实验结果吻合；另外，基于经验势模型的可靠性预测了1373?2273 K和0? 50 GPa的ZnO岩盐结构的P-V -T关系，并利用相应的热力学公式拟合得到了ZnO岩盐结构常态下的线性热膨胀系数、等温体模量及其对压力的一阶导数等重要的热力学参量．     

广义Morse流体解析状态方程及对氮的应用

 根据Ross变分微扰理论以及硬球流体Percus-Yevick（PY） 径向分布函数表达式,建立了广义Morse势流体的解析状态方程。与模拟结果的比较一方面证实了广义Morse 势模型的合理性;另一方面表明了解析Ross变分微扰理论的精度相当或略好于非解析的Weeks-Chandler-Anderson （mWCA）理论,而优于复杂的优化超网络链积分方程理论（RHNC）。该解析状态方程被应用于拟合处于环境温度和压强小于1 GPa情形流体氮的实验数据,所得到的势能参数被用于预测高温高密度情形氮流体的压强,预测结果证实,该解析状态方程可以很好地适用于较宽的压强和温度范围。     

Caloric characteristics of PbTiO3 in the temperature range of the ferroelectric phase transition

The heat capacity and thermal expansion of the PbTiO₃ ceramic sample have been measured in the temperature range 80?C970 K. The electrocaloric and barocaloric efficiencies of lead titanate in the ferroelectric phase transition range have been investigated by analyzing the experimental data in terms of the thermodynamic theory of phase transitions, the electrical equation of state P(T, E), the Pippard equation, and the S(T, p) diagram.     

High-temperature heat capacity of CuGeO3 and Cu0.9Yb0.1GeO3

Data on the heat capacity of CuGeO₃ and Cu_0.9Yb_0.1GeO₃ have been obtained in a wide temperature range. Their thermodynamic properties have been calculated from experimental data.     

新的适用于整个热力面的1,1,1,2-四氟乙烷(R134a)跨接状态方程

1前言作者建立了一个新型的符合临界重整化群理论的跨接状态方程，能够描述物质的整个区域热力性质山。鉴于R134a是R12的新的主要替代制冷剂，为了计算其整个区域的热力性质，本文将新跨接状态方程应用于R134a，以便提供一个能在整个区域计算R134a热力性质的状态方程。2新跨接状态方程作者建立了以下型式的新跨接状态方程l‘］：上式中，西方一r一IDZ户一p巾c；，一DI—TD；T—To／T；产为密度；pc为临界密度；T为温度；To为临界温度；矿对比过余Helmholtz自由能；A是Helmholtz自由能。新函数中，a。一30，a，一10；0—0．325和西一…