高温高压水比定压热容的实验测量

本文基于流动型量热法建立了一套适用于测量高温高压下比定压热容的实验系统,通过改进传统流动型量热器的管路布置及合理的系统结构设计,使该系统温度、压力适用范围为:293~673 K、0.1~30 MPa。该实验系统温度、压力、比定压热容的测量不确定度分别小于土0.05 K、士13 kPa、:±0.98%。为了验证实验系统的测量精度和可靠性,测量了温度为296~313 K、压力为0.1~6 MPa范围内纯水的比定压热容,与文献值的相对偏差小于1%。本文还对温度在355~666K、压力在1~23 MPa范围内的高温高压水的比定压热容进行了测量。     

添加碳酸二甲酯改善正丁醇汽油热物性的研究

正丁醇是一种非常有潜力的替代性汽油,本文采用碳酸二甲酯改善其热物理性质,以提高其燃烧效率。利用毛细管法和流动型量热法分别测量了碳酸二甲酯和正丁醇二元混合物的密度、黏度和比定压热容,温度测量范围为313.2～333.3K,压力测量范围为0.1～18.0 MPa。实验结果表明,DMC可以大幅降低正丁醇的黏度和比定压热容、提高其密度,有利于改善其燃烧效率。进而提出了该混合物密度、黏度以及比定压热容的计算模型,平均绝对相对偏差分别为0.09%、2.58%、0.17%。     

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.     

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.     

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.     

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。     

[EMIM][A_C]在高压下的比定压热容

离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐([EMIM][A_C])广泛应用于化学分离过程,但其在高压下的比定压热容数据比较缺乏。本文基于流动型量热法建立了一套可适用于高压流体比定压热容测量的实验系统,温度、压力、比定压热容的扩展不确定度分别为0.05 K,13 kPa和0.98%。利用该实验系统对[EMIM][A_C]在T=(303~393)K、p=(0.1~16)MPa范围内的比定压热容进行了测量。基于测量结果,建立了一个可以精确计算[EMIM][A_C]比定压热容的新公式。     

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.     

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。     

环面黑洞的热力学函数

本文把宇宙学常数看成与压强相当的动力学变量,研究了环面黑洞的热力学函数.计算得到环面黑洞的状态方程,环面黑洞的Smarr关系.然后通过计算其欧氏作用量得到了吉布斯函数,并进一步求得环面黑洞的自由能、内能和热力学焓,以及环面黑洞的定压热容和定容热容.结果表明:环面黑洞没有范德瓦耳斯型的相变.环面黑洞的定压热容大于零,定容热容等于零,故是一个稳定的热力学系统.