邮票上的物理学史--气体动理论和统计力学的建立

气体动理论是热学的一种微观理论,用分子的运动来解释物质的宏观性质.它的基本概念有两个:一是物质由大量分子和原子组成;二是热现象是这些分子无规运动的一种表现形式.     

气体扩散方程解析解及在测定分子间势能的应用

设计了一新颖的分子动理论实验装置,根据求解在约束条件下的气体扩散方程的解析解和气体分子在升华时会对容器底部产生作用力的特点,设计了一种新颖简单的实验器材来测量分子间相互作用的势能,其实验曲线符合理论数据,误差分析后的补偿曲线所得结果可较为精确地与理论结果吻合。本实验常温下即可进行,且精度较高,适合快速材料性质测定及大学物理教学,以解决大学物理演示实验课关于学气体动理论的实验数量较少,且往往只涉及对热学微观过程的宏观模拟,而很少涉及气体动理论的实验,导致学生学习不够深入的问题。有利于学生对分子运动学问题的深入探索。     

从微观角度再看理想气体的绝热过程

在“ 从微观角度看理想气体的绝热过程”一文中提到了一种从微观角度来计算理想气体绝热公式的推 导, 这一推导中的物理本质为气体分子对活塞壁做功的集体效应, 即气体压强的微观解释. 基于这一思考, 从气体 分子对外做功的角度给出了相应的推导, 同时发现该文结论在其给定模型下的一个更为直观的解, 与热力学第一 定律中的做功项可以更直接地对应, 从而更直接地联系起微观过程和宏观的理想气体状态方程     

分子运动论发展简述

分子运动论是热学的一种微观理论。它根据的基本概念是:物质是由大量分子和原子组成的,热现象是这些分子作无规则运动的一种表现形式。这种理论的基本精神是:各个分子和原子的运动服从力学规律,而通过统计平均的方法来解释宏观现象。物质结构的原子性,热是运动的表现这两个基本概念起源很早,但真正建立起系统的理论却在十九世纪中叶。开始是气体分子运动     

激光与金属相互作用时涉及的原子分子物理问题

研究激光与金属相互作用时,烧蚀蒸汽的运动可用辐射流体力学方程描述,因此必须预先求出高温气体的状态方程,辐射吸收系数和输运系数。上述这些宏观性质,可以从原子分子结构,辐射跃迁几率和原子间相互作用势等基本参数求出。本文对所需的原子分子数据理论计算方法,以及这些数据在计算高温气体宏观性质时的应用,进行了综述。     

激光与金属相互作用时涉及的原子分子物理问题

研究激光与金属相互作用时,烧蚀蒸汽的运动可用辐射流体力学方程描述,因此必须预先求出高温气体的状态方程,辐射吸收系数和输运系数。上述这些宏观性质,可以从原子分子结构,辐射跃迁几率和原子间相互作用势等基本参数求出。本文对所需的原子分子数据理论计算方法,以及这些数据在计算高温气体宏观性质时的应用,进行了综述。     

范德瓦尔斯方程的分子平均场理论推导

利用气体分子动理论和分子平均场理论,导出了真实气体物态方程--范德瓦尔斯方程,并与统计力学严格的理论推导结果作比较,得到了反映真实气体分子作用域大小的一个较为具体的参考值.     

CO2气、液、固三相饱和态下pVT的计算

本文基于分子聚集理论和硬球引力场模型应用分子热力学方法导出CS-vdW状态方程,应用上述方程计算了CO2气-液和气-固平衡相的饱和态下pVT性质.取得了很满意的结果.本方法的优点是使用简便,可供工程计算使用.     

范氏方程、玻意耳温度与理想气体状态方程的偏差

1 引言 众所周知,理想气体状态方程只适用于稀薄的气体,从分子动理论看,理想气体的分子间没有相互作用力,理想气体是"永久气体",不可能液化.     

分子的“双阱模型”位能函数及其在第二维里系数计算中之应用

一、前言 欲从理论上建立描述气体热物理行为的方程,如状态方程、能量方程以及粘度方程等,首先需知道分子间相互作用位能函数,然后通过统计力学或动力学方法导出相应的模型方程,但这一数学处理过程不仅难度大,而且即使导出结果,其方程形式往往很复杂而不便于工程应用。正因为如此,Pfigogine学派提出了著名的方阱模型位能函数,它将分子看成直径为σ并有吸引力的硬球,但吸引力仅在分子间距从σ到Rσ间起作用。(R—     

物理力学的学科地位与新发展

##正## 1 学科地位物理力学是著名力学家钱学森于50年代初提出和建立起来的一门新兴高技术科学.它研究宏观力学现象的微观理论,是近代力学的一个分支.其目的是从构成物质的微观粒子(原子、分子等)的结构和相互作用出发,找出介质及材料力学性质等的计算方法,并对力学过程的微观机理进行研究,使     

一个HFC-134a的专用状态方程

一、问题的提出 HFC-134a是CFC-12的一种很有希望的替代物,对它的热力性质进行深入的研究非常必要,特别是状态方程的研究尤为重要,它是热力学参数计算的重要基础与依据。 评价一个状态方程的好坏,在于它的适用范围、再现不同相区PVT及导出量的精度以及使用的方便性。近几年国内外陆续发表了一些HFC-134a状态方程,其中主要包括日本的C.C.Piao等,美国的D.P.Wilson等,以及哈工大赵鸿斌等发表的方程。这     

极性气体分子缔合平衡常数、缔合焓和缔合熵方程的研究

一、前言 根据我们提出的分子聚集理论,认为分子聚集现象是流体的一种普遍现象,这种分子聚集行为的存在,对物质的物理化学性质有很大影响。本文首先是对流体单体分子形成聚集体分子的机制进行分析研究,然后应用分子聚集理论推导出极性气体的缔合平衡常数、缔合焓和缔合熵方程。显然,这一研究成果不仅在物理化学、化学工     

应用胞腔理论计算纯物质的汽化热

1引言胞腔模型或称自由体积模型早在本世纪30年代就已经提出［’－‘］，但由于该模型的重要参数，即自由体积一直无法予以确定，以至于就无法用该模型来计算物质的一系列性质、作者曾于1985年利用胞腔型状态方程导出两个物质特性参数一内压因子和构形因子问，本文根据上述状态方程和两个特性参数导出了计算物质的自由体积公式。从此即可应用自由体积参数计算物质的热力学性质。本文是介绍应用自由体积参数计算纯物质的汽化热的方法。2自由体积模型的液体理论和自由体积的计算自由体积理论最早由Lennard－Jones和Devon－shire用来将液体的…     

R13B1与R152a专用状态方程的研究

一、引言 表示流体P、V、T关系的专用状态方程是流体热物性研究最基础的工作,它是计算流体PVT性质及对实验数据进行内插外推及计算其导出热力性质(如焓、熵等)的工具,也是用来制作热物性图表的基础方程.一般对专用状态方程的要求应包括:1)能适用于宽广的参数范围及整个流体区域;2)不仅在计算PVT性质时精度高,而且能正确地描述其     

磁性物质的热力学系统和对气候的影响

本文首先对单组分或组成不变的多组分系统给出磁场下的热力学系统的基本方程, 导出熵为温度和磁场强度的函数 的微分方程 并进一步证明顺磁性物质等温可逆放热,即 ,会导致系统磁场增高.根据宏观热力学理论这一结论,则磁铁矿的存在会导致地区气候温和宜人.     

分子聚集(缔合)的状态方程(聚集硬球分子模型)

本文提出分子聚集(缔合)理论,并且应甩该理论来改进某些状态方程.为了证明该理论的正确性和对状态方程改进的可行性,我们对三十种物质,其中包括强极性和带氢键的缔合物质,如氨、水、甲醇、乙醇、乙酸等的饱和汽相体积进行计算,并与实验数据进行比较,结果表明,经改进的状态方程与实验数据相当符合,这也说明了本文提出的分子聚集理论是正确的.     

信息熵和统计力学

在统计力学中,我们研究系统在给定宏观 条件下的宏观性质.但给定了一定的宏观条件,系统可能的微观状态显然仍是多种多样 的,各种可能的微观状态都有出现的机会.在 一定的宏观条件下,确定系统按其微观状态的 分布几率是统计力学的根本问题. 可以由几种不同的途径来确定分布几率. 统计物理学中传统的方法之一,是引入玻耳兹 曼等几率原理作为平衡态统计力学的基本假 设,并由此直接得到吉布斯微正则分布(孤立 系统).再由微正则分布出发,可以导出处于其 它宏观条件下的系统的几率分布规律. 处于各种宏观条件下的系统的几率分布函 数、配分函数、…     

固体物质波后状态方程

一般讨论固休状态方程时,通常应用德拜理论处理原子热压部分.但对于结构较复杂的矿物质来说,尽管我们忽略了光学型的爱因斯坦项,在一定范围内有较好的近似,但它的物理图象不是那么清楚的.而且在计算中用到了Gruneisen关系在概念上也很含糊.本文试图避开Debye理论,根据实际物理过程,采用近似方法求出统观的状态方程,即P(V,E)关系和　实用的卸载方程,进一步导出r近似表达式,此表达式的导出不像Richter那样做任何假设. 一、P(V,E)的表达式 由热力学恒等式定义而(1)式变为假如不考虑热电子的作用,把能量写成两部分,仅与体积有关的弹性能和物…     

乙烷族卤代烃的微扰软链状态方程

本文将微扰软链理论应用于乙烷族卤代烃状态方程的研究,该方程包含三个物性参数,表征分子非球形度的参数c、Lennard-Jones软球直径σ和表征能量的参数ε/k。本文拟合得到了12种乙烷族卤代烃类物质的方程参数。与NIST软件计算结果比较表明,该方程对单相区和两相区的pvT性质均有较好的再现性。本文还发现该类物质的方程参数与分子结构之间存在某种规律性关系。