基础实验试题A:相变材料比热容及相变潜热的测量

第9届全国大学生物理实验竞赛基础实验试题A为相变材料比热容及相变潜热的测量,本文介绍了实验任务、试题设计及竞赛结果分析.试题包括系统漏热测量、石蜡比热和相变潜热的测量及误差分析3部分.本题重点考查了学生对比热和相变潜热的基本概念、热传递基本方式、能量守恒定律、牛顿冷却定律、外推法修正漏热等知识和方法的灵活运用能力,物理建模的能力,实验方案设计、热电偶测温仪的使用和实验操作等理论联系实际的能力,以及数据处理和误差分析能力.结合调查问卷反馈的分析表明：选手实验操作相对较好,物理建模相对薄弱.     

Nd∶GdVO4热常数的测量和激光性能研究

中频感应加热提拉法生长了低钕掺杂的GdVO4晶体,用机械分析仪来测量Nd∶GdVO4晶体的热膨胀系数, 沿c方向的热膨胀系数为7.42×10-6/K,而沿a方向的热膨胀系数只有1.05×10-6/K,比同比Nd0.0054Y0.9946VO4晶体样品测量结果小.差示扫描热计法测量了Nd∶GdVO4晶体的比热, 298K时为0.52J/g*K.首次用激光脉冲法测量了Nd∶GdVO4晶体的室温热导率.实验表明,Nd∶GdVO4晶体沿<001>方向的热导率数值达11.4W/m*K, 比Nd∶YAG晶体高(测得10.7W/m*K),其<100>方向的热导率为10.1W/m*K.激光实验显示在较高功率泵浦激光输出上Nd∶GdVO4晶体具有比Nd∶YVO4晶体更加优良的性能.     

临界点二级相变的有限时间热力学逼近

应用内可逆卡诺循环的方法,导出了各种物质在临界点附近可逆与不可逆二级相变普遍适用的比热跃变公式以及广义的爱伦菲斯特方程。对简单(P,V,T)系统、超导、电介质顺电一铁电二级相变进行了应用讨论。     

汽体流动量热计: 苯汽化热与苯汽体热容的测量

介绍了根据Pitzer型汽体流动量热计和Newsham型汽化热量热计建立的一套同时测定汽化热和汽态热容的汽体流动量热计. 该量热计可用于测定有机化合物及其混合物在不同温度下的汽化热、从沸点到200℃范围内的汽体热容. 量热计用苯标定, 汽化热的精度达到0.5%以上, 汽体热容的精度约1%.     

用人工神经网络方法研究高聚物的热力学性质

用前馈多层神经网络方法研究了高聚物的热力学性质.在本文的人工神经网络模型中,输入层为高聚物的密度ρ,缠结分子量M-e,玻璃化转变温度T-g,高聚物的高弹性模量G-N,钩状构像含量β和无扰均方末端距的特征比C-∞;输出层为高聚物比热C-p;隐含层的节点数为5.最后预测结果与实验结果非常接近,相对误差为2.2～5.4,这为研究高聚物的其它物理性质提供了一种新的方法.     

Yb3Cu9(OH)19Cl8 单晶的生长和低温磁性研究

本文介绍了新型kagomé 晶格化合物 Yb3Cu9 (OH)19Cl8 单晶的生长及磁性质研究. 利用水热法制备了高品质的 Yb3Cu9 (OH)19Cl8 单晶,X 射线衍射的精修结果表明,Cu2+ 离子在ab 面内形成kagomé 结构,Yb3+ 离子处在kagomé 六角晶格的中心. 磁化率结果表明 Yb3Cu9 (OH)19Cl8 在温度低至2 K 仍没有磁有序转变, 表现出明显的顺磁行为. 居里-外斯拟合结果显示, 磁性离子间具有强的反铁磁耦合相互作用. 温度低至2 K 的比热曲线上没有明显的磁相变行为的出现, 而是表现出典型的肖特基特征     

磁场中的重电子金属

本文应用slave-boson技巧,在平均场近似下,计算外加磁场作用下重电子金属的比热系数和磁化强度。结果表明,外加磁场对系统的重费密子特性具有压制作用。此外。还对重电子金属中反常磁致伸缩的实验结果给出理论解释。 关键词：     

连续绝热法测比热

低温比热的测量,对基础理论和材料性质的研究都有重要意义.低温比热在提供费米面电子态密度和晶格振动的非谐性等信息方面,要求其测量值有较好的绝对精度;而研究结构相变以及缺陷、杂质的影响,则要求有较高的相对精度,特别是研究相变的临界行为,要求在很小温区内提供大量的数据点.因此为适应不同的研究需要.提出并发展了许多测量方法.1979年,Junod首先实现了由PID控制的连续绝热测量[1].与脉冲法比较,这种方法具有速度快和测量简便的优点,因此特别适合于研究物质的相变或比热反常.本文在 Junod工作基础上,通过引入微机控制及增加屏蔽腔和…     

铜氧高温超导体的正常态电子比热

我们计算了铜氧高温超导体在边缘费米流体模型中的正常态电子比热，发现除温度线项以外的温度对数函数项的修正，通过计算结果与高温超导体ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ６．９２的实验结果相比较，发现在电子与高温超导体中的自旋和电荷激发的相互作用不是很强进边缘费米液体模型给出与实验结果基本上致的正常态电子比热。     

液态金属的定容比热随温度变化的理论研究

 Grover根据实验数据给出，液态金属的定容比热随温度近似线性减小：c_V≈3R-ζRT/T_m，式中T为温度，T_m为熔化温度，R为普适气体常数，ζ为经验常数，其值在0.11至0.24之间，就平均来说，ζ≈0.15。利用Lennard-Jones-Devonshire理论对这一经验关系进行了解释。