氢的转动配分函数及其热力学性质

当正氢和仲氢处于完全平衡态时,分子的转动配分函数为Z^rn=3/4Zo^r 1/4Zp^n;当氢气为正氢和仲氢的非平衡混合物时,分子的转动配分函数为Z湿^rn=(Zu^n)^N/N/o(Zp^r)^N/N/p,因实际的氢气在长时间内处于室温下的平衡态,当温度改变而成为非平衡混合物时,No/N≈3/4,Np/N≈`/4,因此,Z湿^rn=(Zo^r)^3/4(Zp^r)^1/4,由此求得的热容量与实验结果非常接近．     

标准氢与仲氢热力学性质的研究

本文首先对标准氢（Normalhydrogen）及仲氢（Parahydrogeh）的分子结构特性作了论述，然后对它们的热力学性质数据进行了分析研究和计算，并为工程计算提供了一套氢的物性基础数据。工程上广泛应用的是标准氢（25％的仲氢＋75％的正氢）。     

C_(60)单晶的低温热力学性质

用X射线粉末衍射测定C_6.单晶在室温下的晶体结构为面心立方(fcc).用差示扫描量热法仔细研究了汽相法生长的C_6.单晶的低温热力学性质,发现引起相变吸热峰异常的原因可能是溶剂化效应,并估算了溶剂化效应的影响为1.13J·B~(-1).通过改进单晶生长过程生长出的C_6.单晶的取向相变温度为261K,相变潜热为8·39J·g~(-1).估算了取向相变激活能为190kJ·mol~(-1). 关键词：     

形态对钯-氢体系热力学性质的影响

在典型的Sieverts装置上采用等温等容(即PVT)法测定海绵钯粉末在T=278～323K吸放氕、氘的P-C-T曲线。结合文献给出的其他形态的Pd吸放氢结果进行系统比较分析，探讨了形态对钯-氢体系热力学性质的宏观影响和微观本质。     

负绝对温度的热力学及其重要性质

一、引言通常我们认为物体的温度是对物体冷热程度的描述。在热力学里,一个热力学系统的绝对温度T可以用系统内能U或系统焓I对系统熵S的导数来规定: 这里x和y是一对外延量和内合量。对于一般热力学系统,通常系统的内能和焓都是熵的不减函数,也就是说,内能或焓随熵的增加而单调地增加。这样从(1)式就得出结论,系统的温度     

负绝对温度的热力学及其重要性质

一、引言通常我们认为物体的温度是对物体冷热程度的描述,在热力学里,一个热力学系统的绝对温度T可以用系统内能U或系统焓I对系统熵S的导数来规定:     

高温等离子体的状态方程及其热力学性质

高温下等离子体的状态方程及其热力学性质在天体物理、可控核聚变以及武器设计与破坏效应等领域有着广泛应用.本文主要回顾了高温等离子体在不同状态区域的状态方程的理论模型和处理方法.对于理想等离子体,离子之间的相互作用可以忽略,其状态方程较简单,已趋于完善.在超高温下,原子完全电离,离子和电子都可以采用理想气体状态方程描述;当温度不太高时,离子部分电离,可以采用Saha方程及其修正模型描述;原子在高度压缩状态下,其状态方程可以采用Thomas-Fermi模型及其改进模型得到.对于非理想等离子体,离子之间存在强耦合,还没有单一的理论模型能够在任意密度和温度范围内对离子之间的相互作用进行统一描述.量子分子动力学方法原则上可以在较大温度密度范围内给出可靠结果,但由于计算量太大以及高温下的计算存在收敛问题,也较难应用到温度较高的稠密等离子体区域.半经验的经典分子动力学方法虽然简单、计算量小,但只能在一定的区域范围内给出较精确的状态方程结果.在不同温度密度区域内采用不同的计算模型,再在空白区域进行插值从而得到全局状态方程在目前不失为一种简单有效的方法.     

一维扩展Hubbard模型热力学性质(Ⅱ)U<0

本文计算了一维负U扩展Hubbard模型的熵、内能、比热和磁化率,并得到了强耦合极限下磁化率的解析形式。结果表明系统的热力学性质可分为两温区来讨论,高温区对应着双占据态破裂,低温区对应着电荷的各种分布。相互作用W对热力学性质有较大影响,而自旋分布的影响不很明显。     

(CdSe)n(n=1,2)团簇性质及CdSe分子热力学性质的理论计算

用密度泛函B3LYP方法、有效核势(ECP)基组LanL2DZ对(CaSe)n(n=1,2)团簇进行了理论研究,得到(CaSe)n(n=1,2)分子体系可能存在的状态及各电子状态的平衡几何Re、谐振频率、偶极矩和离解能De、不同温度、压力下的热力学函数值;设用总能量中的电子和振动能量近似代表CdSe分子处于固态时的能量,用总熵中的电子和振动熵近似代表CdSe分子处于固态时的熵,进而计算了Cd与Se反应的△Hθ、△Sθ、△G,并由此计算出不同温度的反应平衡常数Kp结果表明:在298～1400K温度范围内,Cd与Se反应的自由能值均为负,且随着温度的升高,△Gθ值负的越多,表明在这个温度范围内反应能自发发生,而且自发趋势随温度的升高逐渐增大;平衡常数逐渐减小,即反应进行程度随温度的升高逐渐减小;CdSe分子材料的导电性随压力增大而增强.     

一维扩展Hubbard模型热力学性质(Ⅰ)U>0

本文采用HTSE方法,将热力学势展开到微扰项第三阶,计算了一维正U扩展Hubbard模型的熵、内能、比热和磁化率。结果表明系统的热力学性质可分为两温区来讨论,高温区对应着双占据态形成,低温区对应着自旋分布。变换积分t对热力学性质有较大影响。     

铁磁体的热力学性质

可将自旋算符S~a变换为自旋偏离算符b,如果将b看成玻色算符,可得到与自旋波理论相同的结果,此时由于忽略了自旋偏离不能超过2s的限制条件(因为玻色子的粒子数算符b~+b的本征值是所有的自然数),因而这种理论只适用于比居里点T_c低得多的温度范围。当温度升高,特别是在居里点附近,出现较大自旋偏离的几率增加,这时上述限制条件将起重要作用,自旋偏离算符b不能再看成是玻色算符。由此可见,要利用变换来讨论任意温度下的铁磁理论,首先必须导出自旋偏离算符b的严格对易关系。     

一维扩展Hubbard模型热力学性质(Ⅰ)——U>0

本文采用HTSE方法,将热力学势展开到微扰项第三阶,计算了一维正U扩展Hubbard模型的熵、内能、比热和磁化率。结果表明系统的热力学性质可分为两温区来讨论,高温区对应着双占据态形成,低温区对应着自旋分布。变换积分t对热力学性质有较大影响。 关键词：     

一维扩展Hubbard模型热力学性质(Ⅱ)——U<0

本文计算了一维负U扩展Hubbard模型的熵、内能、比热和磁化率,并得到了强耦合极限下磁化率的解析形式。结果表明系统的热力学性质可分为两温区来讨论,高温区对应着双占据态破裂,低温区对应着电荷的各种分布。相互作用W对热力学性质有较大影响,而自旋分布的影响不很明显。 关键词：     

一种新型空气源高温热泵的热力学分析

本文提出了一种供热温度为80~100℃的新型空气源高温热泵循环(EIHP),该循环采用非共沸混合工质R290/R600a,利用内部自复叠技术和喷射器提升循环性能。针对EIHP循环建立了相应的热力学计算模型,并与传统热泵循环(CHP)进行了对比研究。根据计算结果,当冷凝器出口温度为100℃,蒸发器出口温度从25℃下降到-10℃时,相较于CHP循环,EIHP循环的COP提高了15%~27%,压缩机压比降低了20%~46%,容积制热量提高了22%~51%。此外,本文还研究了冷凝器出口温度,工质配比等参数对循环性能的影响情况。     

过量空气系数对氢内燃机冷起动燃烧及排放的影响

本文在一台1.6 L四缸进气道燃料喷射氢内燃机上,通过自主开发电子控制单元逐步调节氢气的喷射脉宽,试验研究了过量空气系数(λ)对氢内燃机冷起动燃烧与排放特性的影响。试验结果表明:当λ由1.54逐渐减小至0.72时,氢内燃机冷起动前6 s内,起动转速峰值逐渐升高,成功起动时间由2.4 s逐渐缩短至1.9 s,起动时间缩短了20.8%;相同循环数下,火焰发展期(θ_(0-10))和快速燃烧持续期(θ_(10-90))随λ的减小呈现逐渐缩短的变化趋势;NO_x排放呈现先小幅上升,而后逐渐降低的变化规律,冷起动前6 s内NO_x平均排放降低约84.4%,且在λ=1.41时NO_x排放峰值及平均排放均最高.此外,由于部分润滑油进入缸内参与燃烧而导致排放中会出现HC及CO污染物,且随λ的减小,HC及CO排放逐渐增加。     

EuS高压相变及其弹性和热力学性质

采用平面波赝势密度泛函理论,利用第一性原理的方法研究了EuS的晶体结构、高压相变以及弹性性质．计算结果和实验值以及前人利用不同计算模型得到的理论值相吻合．研究了EuS的弹性常数、弹性模量和弹性的各向异性等力学性质随压力变化的趋势．同时研究了泊松比、德拜温度及纵波和横波的弹性波速随压力的变化趋势．基于德拜模型,进而研究了EuS在0～800 K和0～60 GPa下相变前后的热膨胀系数、热熔、Grüneisen参数等热力学性质．     

UO势函数及其热力学性 (cited: 2)

用从头算组态相互作用(CI)和密度泛函PBE1及B3LPY方法对UO势能曲线进行扫描, 其中U原子选用ECP80MWB AVQZ+2f基组,氧原子选用6-311+G*基组. 在CI, PBE1和B3LYP水平下, 经零点振动能校正后的UO离解能分别为2.38、3.76和3.31 eV. 所计算的能量分别以Morse、Lennard-Jones和Rydberg函数进行拟合. 结果表明,仅Morse函数能较好地描述UO体系的势能曲线. 由PBE1结果得到其非谐振动常数为0.00425,非谐振频率540.95 cm^-1. 还分别依据DFT-UPBE1结果及Morse参数计算了298.2～1500 K 时的熵和热容. 建立了熵与温度之间的关系式.     

铕(Ⅲ)掺杂含氧磷酸镧纳米晶的燃烧法合成及其发光性质

采用燃烧法合成了新型红色纳米发光材料La3PO7∶Eu3 ,并用X射线粉末衍射对其结构进行了表征。XRD分析证实样品La3PO7为单斜相。测定了其激发光谱和发射光谱,光谱数据表明:对应于Eu3 的5D0→7F2跃迁的发射强度远大于5D0→7F1跃迁的发射强度,La3PO7∶Eu3 形成红色发光材料。推测是由于基质结构的不对称性,Eu3 在基质La3PO7中占据非对称中心的格位所致。在不同温度下退火后,发现退火温度越高,Eu3 的5D0→7F2跃迁辐射越强,表明样品结晶越好。     

铬/氢/氧燃烧火焰中的热力学参数计算和平衡分析

为研究含铬废物在焚烧过程的氧化行为,用Gaussian98软件计算了七个气态铬氧化物和氢氧化物从200K到6000K的热力学参数,焓差和熵。并对燃氧比分别为0.95,0.80和0.60的三个焚烧工况进行了热力学平衡分析,火焰温度从800K到2500K。计算结果表明,随着燃氧比的降低,高温下六价铬的含量增加,在2100K左右达到最大值。     

Cd_xZn_(1-x)O合金热力学性质的第一性原理研究

ZnO的能带工程是当前ZnO研究的热点之一通过等价阳离子如Cd,Be,Mg等部分取代Zn形成CdZnO,BeZnO,MgZnO等合金来调控ZnO带隙的研究己广泛开展.其中,Cd的掺杂可以减小ZnO的禁带宽度,使CdZnO合金在紫外一可见光波段光电器件中具有潜在的应用价值.本文利用第一性原理计算结合集团展开法,通过研究纤锌矿(WZ)和岩盐矿(RS)型Cd_xZn_(1-x)O合金不同Cd掺杂含量下各种构型的形成能,发现了纤锌矿结构的两种亚稳相Cd_(1/3)Zn_(2/3)O,Cd_(2/3)Zn_(1/3)O;对其晶格常数·键长·键角和电子结构的分析表明,随着Cd掺杂量的增大,晶格常数a,c均逐渐增大,而c/a值逐渐减小,O—Zn(Cd)—O键角及合金禁带宽度均逐渐减小.通过对Cd_xZn_(1-x)O合金的有效集团交互系数的分析得出,两个原子组成的集团中其有效集团交互系数最大,表明两原子集团对用集团展开法计算的形成能贡献最大.通过比较第一性原理计算的形成能和集团展开法拟合计算得到的形成能,发现两者相差很小,表明采用集团展开法拟合计算Cd_xZn_(1-x)O合金的形成能准确、可靠,通过对大量Cd_xZn_(1-x)O合金的形成能分析发现,大部分Cd_xZn_(1-x)O的形成能比同组分的ZnO与CdO混合相的能量高,表明ZnO和CdO互溶时会形成固溶度间隙,低温下难以实现全组分固溶.在此基础上,我们计算了WZ-和RS-Cd_xZn_(1-x)O随机合金的形成能并得到了相图.对于纤锌矿结构,其临界温度为1000 K;对于岩盐矿结构,其临界温度为2250 K.更高的临界温度表明Cd_xZn_(1-x)O难以形成岩盐矿结构的合金.进一步计算获得WZ-和RS-Cd_xZn_(1-x)O的两相相图,发现Cd较易固溶于WZ-ZnO中,而Zn较难固溶于RS-CdO中.