摩尔气体定压热容与定容热容 之差之比的准确计算

实际气体玻尔兹曼因子方程不仅与热力学基础知识一脉相承, 涵盖并超越了理想气体方程、 范德瓦尔 斯方程与维里方程, 而且在宏观特性参量与微观特性参量之间架起了衔接的桥梁, 真正实现了对摩尔气体定压热容 与定容热容之差、 之比的准确计算     

常压下固态KNO2热力学性质的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论结合准谐德拜模型研究常压下300~725 K间KNO₂立方结构的热力学性质,重点分析常压下定压热容、定容热容、熵、德拜温度、体膨胀系数、平衡体积和体弹模量随温度的变化.结果显示,常压下计算的定压热容随温度的变化与实验数据符合较好,而计算的熵与实验数据相差较大.计算得到KNO₂的平均体膨胀系数约为1.837 8×10^-5K^-1,常温下(300 K)KNO₂的德拜温度约为667.13K.     

用微扰理论推算超临界流体比定容热容

本文利用统计热力学中的BH微扰理论建立数学模型,推算了Ar超临界区域比定容热容,与文献值比较平均偏差为9.54%。引入了修正函数,重新对比热容公式进行推导,再次对Ar超临界区域部分比定容热容进行计算,计算平均偏差0.39%。对CO、CO₂、CH₄等其余11种简单气体的超临界比定容热容进行计算,平均偏差在1%左右。最后给出了计算中各物质势能参数值。     

静态球对称黑洞热力学与爱因斯坦场方程

建立在广义相对论基础上的黑洞理论与热力学定律之间有着深刻的内在联系.具体考虑球对称黑洞,研究表明通过史瓦西黑洞和Reissner-Nordstrom黑洞在其视界附近的爱因斯坦场方程可以直接得到对应的黑洞热力学第一定律.这揭示了爱因斯坦引力场方程与黑洞热力学的关系,表明了在广义相对论理论框架下黑洞热力学规律的必然性.     

环面黑洞背景下量子场的熵

利用薄层（改进的brick-wall模型），通过分别求解标量场方程和Dirac场方程，计算了环面黑洞事件视界附近的标量场和Dirac场的量子统计熵.按薄层模型的观点，在视界面附近薄层上的量子场的熵就是黑洞的熵.结果表明，黑洞熵正比于事件视界的面积，遵循Beken-stein-Hawking面积熵公式. 关键词： 熵 环面黑洞 薄层模型 量子场     

第一性原理研究Ir的热力学和弹性性质

基于准谐近似理论,运用第一性原理投影缀加波方法研究了Ir的热力学和弹性性质,得到Ir的声子谱、状态方程、热容、熵、焓和线膨胀系数,以及弹性常数、弹性模量、剪切模量和杨氏模量随温度的变化关系. 结果表明,计算的Ir声子谱和有限的实验测量结果一致;考虑电子对体系自由能贡献后计算的热容、熵、焓和线膨胀系数与实验值符合较好;在2600K时,Ir的电子定压热容占总定压热容的17%,因此在高温时电子对Ir定压热容的贡献是不能忽略的;理论预测的Ir室温下的弹性常数、弹性模量、剪切模量、杨氏模量和实验值测量值基本吻合,并随温度的增加而逐渐减小.     

利用乙醇音速计算其它热力学性质

光散射法音速测量的适用温度范围较广,且有时高温比定压热容相对于密度而言更容易获得实验数据.基于此,提出了一个由较高温度比定压热容推算得到较高温度密度的迭代算法.以乙醇为例,利用高温热力学性质推算模型得到298.15～418.15 K、1.0 MPa下乙醇的密度,与Schroeder状态方程的计算结果进行对比,二者的平均绝对相对偏差为0.0119％,最大偏差为0.0298％.此外,沿1.0 MPa等压线测量了298.45～423.02 K温度范围内乙醇的液相音速,测量的拓展相对不确定度为0.9％(置信因子取2).与Schroeder状态方程相比,298.15～418.15K、1.0～9.0 MPa下乙醇密度和比定压热容计算值的平均相对偏差分别为0.0072％和0.0067％,最大偏差分别为0.0298％和0.0290％.可以看出,高温热力学性质推算模型的密度计算精度与实验测量精度相当.     

第一性原理研究Ir的热力学和弹性性质

基于准谐近似理论,运用第一性原理投影缀加波方法研究了Ir的热力学和弹性性质,得到Ir的声子谱、状态方程、热容、熵、焓和线膨胀系数,以及弹性常数、弹性模量、剪切模量和杨氏模量随温度的变化关系.结果表明,计算的Ir声子谱和有限的实验测量结果一致;考虑电子对体系自由能贡献后计算的热容、熵、焓和线膨胀系数与实验值符合较好;在2600 K时,Ir的电子定压热容占总定压热容的17％,因此在高温时电子对Ir定压热容的贡献是不能忽略的;理论预测的Ir室温下的弹性常数、弹性模量、剪切模量、杨氏模量和实验值测量值基本吻合,并随温度的增加而逐渐减小.     

闪锌矿相GaN热容和格林爱森参数

利用壳层模型分子动力学方法，在高温高压条件下对闪锌矿相GaN的压力体积关系、定压和定容热容及格林爱森参数进行了比较研究，其中Ga-Ga、Ga-N和N-N三组离子对间的相互作用通过极化势模型来描述，即出于对半导体材料GaN离子特性的考虑而分别给予Ga离子和N离子以两组不同大小的电荷．结果表明计算得到的环境条件下的热力学参数和最近的其他理论结果吻合，同第一性原理计算结果比较，定容热容在低温下的差别可以用来解释不同方法所采用的不同近似机制．最后在300?2000 K和0?40 GPa条件下，对闪锌矿相GaN的物理特性做了总结．     

1,1,1,2,3,3,3- 七氟丙烷的气相声速

析了气相声速与理想气体比定压热容的热力学关系,用超声变程干涉仪测定了1,1,1,2,3,3,3-七氟丙烷(HFC-227ea)的72组气相声速值,温度范围273-333 K,压力范围26-315 kPa,测量不确定度小于0.05%。根据这些实验数据,确定了HFC-227ea的理想气体比定压热容和声速第二维里系数,并分别拟合得到了与温度的函数,理想气体比定压热容的不确定度小于0.5%。使用方阱势能模型导出了HFC-227ea的第二维里系数,并与文献值进行了比较。     

Reissner-Nordstrom几何中标量场的统计熵与能斯特定理

从Reissner-Nordstrom时空背景下的Klein-Gordon方程出发,利用改进的brick-wall方法膜模型,计算黑洞背景下标量场的自由能和熵.得到标量场的熵是由两部分组成的,根据熵是广延量的性质,得到黑洞熵是由两个子热力学系统贡献的.在此基础上给出了新的Bekenstein-Smarr公式.结果表明,用两个子热力学系统表达的熵,当黑洞的辐射温度趋于绝对零度时,黑洞的熵也趋于零,它满足能斯特定理,可视为黑洞的普朗克绝对熵. 关键词： brick-wall方法 膜模型 黑洞熵 能斯特定理     

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.     

从Schwarzschild黑洞到极端Kerr-Newman黑洞

考虑Schwarzschild和Kerr-Newman黑洞的度规场和电磁场张量,研究了落入黑洞的物理粒子.得出结论:任何物理粒子落入Schwarzschild或Kerr-Newman黑洞的演化过程要满足δA≥0和δκ≤0两个条件,得出了不能通过有限次操作使Kerr-Newman黑洞的温度降低到绝对零度,从而变成极端Kerr-Newman黑洞,刚好与第三定律相符.还讨论了Kerr-Newman黑洞趋于极端情况时,其面积的变化趋势,提出了黑洞负热容的影响以及熵的重整化问题. 关键词：     

Kiselev黑洞的热力学性质和物质吸积特性

本文考虑带有黑洞视界和宇宙视界的Kiselev时空.研究以黑洞视界和宇宙视界为边界的系统的热力学性质.统一地给出了两个系统的热力学第一定律;在黑洞视界半径远小于宇宙视界半径的情况下,近似地计算了通过宇宙视界和黑洞视界的热能.然后,探讨Kiselev时空的物质吸积特性.在吸积能量密度正比于背景能量密度的条件下给出黑洞的吸积率,讨论了黑洞吸积率与暗能量态方程参数的关系.     

Reissner-Nordstrom黑洞中带电粒子由隧穿导致的Hawking辐射的进一步讨论

以Reissner-Nordstrom黑洞(R-N黑洞)为例，从黑洞热力学定律出发，对R-N黑洞中的带电粒子的量子隧穿效应进行了重新分析.将作用量的虚部重写成黑洞热力学定律的形式后，发现在Parikh工作框架下的量子隧穿效应与黑洞热力学的第一、第二定律有潜在的联系；而且，如果认为量子隧穿过程为可逆过程，则量子隧穿效应中的结果与黑洞热力学第一、第二定律是一致的.换而言之，Parikh的结论只对可逆过程成立. 关键词： Reissner-Nordstrom黑洞 黑洞热力学定律 隧穿 可逆过程     

1,1,1,2,3,3,3─七氟丙烷的气相声速

分析了气相声速与理想气体比定压热容的热力学关系,用超声变程干涉仪测定了１,１,１,２,３,３,３－七氟丙烷（ＨＦＣ－２２７ｅａ）的 ７２组气相声速值,温度范围 ２７３－３３３ Ｋ,压力范围 ２６－３１５ ｋＰａ,测量不确定度小于 ０．０５％。根据这些实验数据,确定了ＨＦＣ－２２７ｅａ的理想气体比定压热容和声速第二维里系数,并分别拟合得到了与温度的函数,理想气体比定压热容的不确定度小于 ０．５％．使用方阱势能模型导出了 ＨＦＣ－２２７ｅａ的第二维里系数,并与文献值进行了比较。     

广义不确定关系与黑洞附近的热力学量

利用广义不确定关系修正的态密度计算了一般球对称静态黑洞附近无质量共形不变标量场、中微子场、电磁场、无质量Rarita-Schwinger场和引力场的热力学量.结果表明，黑洞附近的热力学量不仅依赖于黑洞的特征，还依赖于粒子的自旋和最小距离的尺度. 关键词： 广义不确定关系 一般球对称静态黑洞 热力学量     

UC分子基态~3Π的量子力学计算

基于群论和量子力学计算,导出UC气体的基电子状态为3Π,其平衡核间距和离解能,分别为0.1852nm和4.5470eV。同时,用量子力学的MP2方法计算得到势能曲线,由此导出基电子状态的Murrell-Sorbie势能函数,并计算出能量,光谱和热力学性质,气态UC(X3Π)的标准生成烩ΔHf为808.06J/mol,定容热容Cp为31.288J/mol,绝对熵S为235.76J/mol.K。     

缓变动态Kerr-Newman黑洞的量子热力学性质

引入局域热平衡概念，用Damour-Ruffini方法和薄膜模型研究了缓变动态Kerr-Newman黑洞的Hawking辐射和熵.得到了黑洞的Hawking温度和辐射谱公式，Hawking温度随时间和视界面上的位置而变化，辐射谱为准黑体谱；计算了黑洞熵，当取与静态球对称黑洞情况相同的截断关系时便得到了黑洞的Bekenstein-Hawking熵.结果表明，缓变动态黑洞的温度是局域量，缓变动态黑洞的熵与稳态黑洞情况一样正比于黑洞视界面面积. 关键词： 缓变动态黑洞 Hawking辐射 黑洞熵     

非对易时空下Gibbons-Maeda dilaton黑洞和Garfinkle-Horowitz-Strominger dilaton黑洞的热力学性质

以Gibbons-Maeda dilaton黑洞和Garfinkle-Horowitz-Strominger dilaton黑洞为例，研究空间的非对易性对黑洞热力学性质的影响.通过对比对易时空中Gibbons-Maeda dilaton黑洞和非对易时空中Garfinkle-Horowitz-Strominger dilaton黑洞的温度，得出如下结论：从对黑洞热力学性质产生影响这一角度来说，时空的非对易性和黑洞的荷(电荷或磁荷)有相似的作用.