求解热循环过程效率的一种一般方法

在普通物理热学课中,经常碰到求热循环过程的效率问题.热效率 ,要求出η,必须解算循环过程对外做的总功 A和从外界吸收的全部热量 Q[1].本文对于理想气体,从状态方程和热力学第一定律出发,给出求吸收的热量Q的一种一般方法。 设有n摩尔理想气体经过某种热循环,过程方程P=P(V)已经给出. 据热力学第一定律dQ=dU dA 其中,dQ为吸热,CV为定容摩尔比热,dT和dV分别代表温度和体积的微分. 由理想气体状态方程p·V=n·R·T(2)得 (3) 式(3)代入(1)式得 对于理想气体,CP=CV R CP表示定压摩尔比热. (4) 下面分两种情况讨论 i)当dV>0时,欲使d…     

涡流管性能的热力学分析

涡流管是一种新型的能量分离装置,热力学参数和几何参数对其的性能影响很大。该文依据热力学第一、第二定律,建立了涡流管能量分离过程热力学模型,将不可逆过程可用能损失归结为热量火用收益和压力损失两部分,获得了一种基于热力学火用分析的涡流管性能优化新途径。结合不同进气压力、喷嘴数和冷端出口直径的涡流管能量分离性能实验,得到上述诸因素对涡流管能量分离过程中火用变化的影响,通过对能量分离过程中热量火用收益和压力损失的比较,实现了涡流管能量分离性能的优化设计。     

气体的摩尔热容量随温度变化的实验研究

采用压力传感器和温度传感器,通过数据接口由计算机实时采集数据并进行处理,观察到气体的热力学过程的状态变化,测得了氧气的摩尔热容量CV随着温度的变化.结果表明氧气的CV随温度的变化有一突变,这与能量均分定理所描述的基本一致,氧气的振动自由度被冻结的温度在240K左右.     

真空弧Ti-H等离子体热力学参数的原子发射光谱双温度研究北大核心CSCD

金属氢化物作阴极的真空弧离子源,假设其放电产生双温度的非平衡态Ti-H等离子体,其内部的气体解离过程和粒子电离过程分别由Culdberg-Waage解离方程和Saha电离方程进行描述,结合原子发射光谱以及电荷准中性条件,求出Ti-H等离子体的电子温度Te、重粒子温度Th和粒子数密度之后,可更进一步对等离子体的质量密度、焓、比热容等热力学参数进行描述。在不同的电子数密度下,研究各参数随变量θ(电子温度Te与重粒子温度Th的比值)变化的情况。计算结果显示:电子数密度已知,随θ值升高,除氢气分子数密度外,等离子体温度和单原子粒子数密度的计算结果均变化甚微。高电子数密度时,等离子体中单原子粒子占绝对优势,热力学参数由其控制;低电子数密度下,随θ值的升高,等离子体逐步由单原子粒子占优势转为氢气分子占绝对优势,热力学参数的变化情况表现出相同的规律。     

若干钠锗酸盐晶体和熔体的温致结构变化及其锗配位数的拉曼光谱研究

本文测定了Na4GeO4、Na2GeO3、Na2Ge4O9和Na4Ge9O20等晶体从273K到1413K升温及熔体的拉曼光谱,结合分析金红石型GeO2的相关结构和光谱,研究了其微结构单元在升温过程中的变化、熔体中的形态和锗的氧配位数及其温致变化。Na4GeO4和Na2GeO3晶体结构单元为GeO4四面体,在升温过程及其熔体中锗维持四配位。Na2Ge4O9和Na4Ge9O20晶体结构单元为GeO4四面体和GeO6八面体共存,升温过程中,GeO6八面体将发生结构转变,在熔融状态全部转变为GeO4四面体,并产生与钠离子等摩尔分数的非桥氧,在熔体中锗的氧配位数为4。研究还表明,桥氧的对称弯曲振动模可以反映不同微结构单元间的连接,并且随着温致结构的变化而产生特征性的变化。     

一种含马来酰亚胺环氧树脂固化剂的合成与结构、光谱和热力学性质研究

以马来酸酐、对硝基苯胺、环氧氯丙烷为原料，首先合成出N-(4-硝基苯基)马来酰亚胺（NPMI）、再将其催化还原成N-(4-氨基苯基)马来酰亚胺（APMI），最后以APMI与环氧氯丙烷反应合成出一种新型的含马来酰亚胺环氧树脂固化剂 N-(4-氨基苯基马来酰亚胺)二缩水甘油胺（MPDGA）。采用密度泛函理论B3LYP/6-311++G(d , p)方法，研究了所合成的MPDGA分子的几何结构、电子结构及热力学性质。获得了它们的红外光谱、电子光谱和分子轨道图，以及标准摩尔热容Cθpm、标准摩尔熵Sθm、标准摩尔焓Hθm等气态热力学性质与温度的变化关系，同时获得了MPDGA分子的标准摩尔生成焓 和标准摩尔生成自由能 数据。     

铟与4,5-二羟基-1,3-苯二磺酸配合显色反应热力学摩尔吸光系数

用分光光度法测定了在20.0±0.1℃温度下,以NaClO4为支持电解质的水溶液中,Tiron与高价铟离子形成配合物1∶1显色反应的热力学摩尔吸光系数,考察了a值对摩尔吸光系数与溶液离子强度效应的线性关系的影响,测得a＝6.5时的热力学摩尔吸光系数,其logε°＝3.69.     

流体的格鲁尼森数及其对状态方程的检验

格鲁尼森数是一个无量纲的热力学参数,通常被用来描述固体的热力学性质.由于其对流体的临界点不敏感,它对于检验非理想流体的热力学性质也有指导意义.本文通过计算多种流体在不同温度和压力下的格鲁尼森数,发现其数值在宽广区域里变化稳定,进而论述了格鲁尼森数与其他热力学参数的关系.以PR方程和BWR方程为例,阐述了格鲁尼森数对于检验状态方程完善性的标尺性作用.     

热力学第一定律的一堂习题课

热力学第一定律是普通物理热学的教学重点之一。但是,许多学生认为热力学第一定律很简单、很容易学,因而不去深刻地钻研基本理论,也不去认真分析热力学过程的特点。本文介绍了一节效果较好的习题课。 例题:有0.2摩尔刚性双原子分子理想气体,今将它进行如图1所示的循环过程:先由 a(Pa, Va)态经半圆弧过程到达b(pb,Vb)态,然后经等压压缩过程回到a态。已知pa=2(大气压),Va=2升,Vb=6升,求此循环的效率。 我先要全班学生求解。经检查发现大多数同学是这样做的: 此外,还有少数学生没有动笔,其中也有人认为循环过程中不只是b—a过程放热,而且还想…     

NO分子宏观气体热力学性质的理论研究

采用量子统计系综理论,研究了基态NO分子宏观气体摩尔熵、摩尔内能、摩尔热容等热力学性质.首先应用课题组前期建立的变分代数法(variational algebraic method, VAM)计算获得了基态NO分子的完全振动能级,得到的VAM振动能级作为振动部分,结合欧拉-麦克劳林渐进展开公式的转动贡献,应用于经典的热力学与统计物理公式中,从而计算得到了1000-5000 K温度范围内NO宏观气体的摩尔内能、摩尔熵和摩尔热容.将不同方法计算得到的摩尔热容结果分别与实验值进行比较,结果表明基于VAM完全振动能级获得的结果优于其他方法获得的理论结果.振动部分采用谐振子模型对无限能级求和计算热力学性质的方法有一定的局限性,应当使用有限的完全振动能级进行统计求和.     

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