复杂应力状态下SMA热力学方程的求解

建立了在复杂应力状态下的热力学本构关系 ,并针对纯剪状态下的具体问题建立了热力学非线性方程的求解方法 .利用MATLAB编写的数值计算程序 ,对形状记忆合金耗能弹簧进行了实例计算 .结果表明 ,所建立的方法适用于热力学方程的求解 。

热力学方程在计算热力学函数中的应用

热力学方程是包含热力学基本方程、热力学状态方程以及吉布斯-亥姆霍兹方程在内的广泛的一组方程。文中对目前物理化学教材中很少提及的其他热力学状态方程进行了系统的总结和推导,同时强调理论的系统性和完整性在教学中的重要性,并在此基础上导出了物理化学教材中很少见到的吉布斯-亥姆霍兹第一方程及其在表面化学中的应用。在物理化学教学中需要特别强调特征变量的重要性,以及特征变量和化学反应条件之间的内在关系,并注意与交叉学科物理专业的热力学和统计物理学的衔接。

保留值的热力学方程式

保留值是色谱馏出曲线的一个重要参数,其热力学方程式,可以揭示保留值的热力学性质。我们在气相色谱分析教学中,运用学生已有的物理化学知识导出了比保留体积 V_g 热力学方程式,以使学生加深对气相色谱理论热力学性质的了解。在气液色谱体系中,由于进样量少,即组分在气相中的浓度极稀,又由于工作压力较小,一般为一个大气压左右,且在加热(柱温)条件下操作。

热力学方程为什么在此不适用?

在现行大多数教材中,在介绍涨落的准热力学理论时,首先从玻耳兹曼关系式S=KlnW出发,运用热力学的有关理论导出一个计算宏观量涨落的一般公式:W=Wmaxe-（△E-t△S+P△V）/KT （1）然后在实际计算时,再进一步把（1）式中的△E展开,使之化为更加简单适用的形式。我们每次在讲授这一内容时,都发现有一些学生对（1）式容易产生误解。他们提出了这样一个问题:依据热力学基本方程式dU=TdS-pdv （2）对系统即有△E=T△S-p△V

在重力场中的热力学基本方程及应用

通过引入组分B的摩尔重力势能,导出了在重力场中多组分系统的热力学基本方程。定义了重力化学势,据此判断变化的方向和限度。最后列举了重力化学势判据的应用实例:理想气体压力随高度分布公式,溶胶粒子在介质中沉降平衡公式。

海水热力学方程TEOS-10及其与海水状态方程EOS-80的比较

新的2010年海水热力学方程TEOS-10采用1990年国际温标以及考虑世界大洋海水组成空间差异的绝对盐度,与旧的1980年海水状态方程EOS-80相比,具有更高的准确度和更广的适用范围,能够直接计算包括熵、焓、热容量在内的旧方程无法计算的热力学变量,将给海洋学研究带来重要的影响。借助气候态平均数据计算的结果表明,新旧方程计算的密度之差,在全球大多数海域可超过10-2kg/m3。在赤道以北的太平洋和印度洋海域,包括中国东海和南海的深海区域,该差别尤为显著,在精度要求较高的研究中必须予以考虑。新方程对密度计算的这一修正主要归因于其首次提出的绝对盐度,考虑了包括中性溶质在内的所有溶质的作用,弥补了实用盐标的缺陷。新旧方程计算冰点等其他物理量也有相应的修正。应尽快推广应用TEOS-10以及绝对盐度,充分发挥其对海洋学发展的推动作用。

形状记忆合金热力学非线性方程的求解方法

形状记忆合金是近期发展起来的新型功能材料 ,在土木工程中的应用尚处于起步阶段 该材料的热力学本构方程是一个非线性方程 ,变量之间相互循环嵌套 ,给方程的求解带来许多困难 ,为了使该方程能在工程实际中得以应用 ,文章提出了一种以马氏体百分数为切入点的求解方法 ,并进行了实例验算 研究表明该方法简单可行、运算速度快、计算准确 。

浮选固液系统的热力学理论及应用

浮选是发生在固液界面的物理化学行为,涉及多种物质组分之间的相互作用,是浮选理论研究的难题之一。同时,多种浮选药剂联合使用,提高矿物的浮选效果,是提高难处理矿产资源高效利用的有效手段。但对浮选固液复杂系统的研究极其困难,至今没有形成系统的理论,组合药剂提高浮选效果的物理机制也还没有获得统一的认识,这都限制了浮选理论的发展和浮选技术的进步。基于热力学基本方程,研究了浮选过程中药剂在矿物表面吸附的熵变和吉布斯自由能变化,构建了各种物质组分相互作用的热力学平衡方程组,提出了反映浮选药剂在矿物表面吸附能力的吸附平衡常数。应用浮选热力学平衡方程组,揭示浮选中各种矿物表面同质化效应的物理本质,推导出了浮选溶度积理论、双电层理论、吸附理论的数学表达式。建立了通过增加矿物表面吸附浮选药剂种类,提高浮选药剂的吸附熵变,减少吉布斯自由能变化,提高浮选药剂吸附的效率和稳定性,从而提高难处理矿物的浮选效果的高熵浮选理论和技术方法。

对由热力学基本方程推求可逆电池熵变的理解

常见的物理化学教材中,对可逆电池熵变的推求大都由热力学基本方程直接得到。结论是正确的,但笔者认为此推导过程欠妥。在教学过程中提出了对其完善的两种方法:一是采用状态函数法,二是利用在有非体积功存在的热力学基本方程进行演绎推理,通过合理的讨论分析,得出正确结论。

热力学两个常用方程在统计物理学中的证明

由于物态方程实验测定时的误差和描述不准确;构建微观模型不完善导致配分函数与实际的差异,常常使由热力学给出的结论与统计物理学给出的结论差距很大,但在高度理想化条件下抽象出来的热力学同统计物理学基础理论应保持高度的一致性,本文给出在均匀系统中两个常用的热力学方程———热力学基本方程和能态方程在统计物理学中的证明,说明其本质上的统一性.

热力学基本方程的适用条件

根据是否有与之相对应的状态参量,将功分为两种类型:第一种类型有相应的状态参量,如弹簧或橡皮筋的变形功、表面功、电介质的极化功、磁介质的磁化功;第二种类型没有对应的状态参量,如搅拌功、电功。通过对热力学基本关系式的适用条件的详细讨论,总结得到:无论过程是否可逆,也不管过程中是否有第二种类型的功,热力学基本关系式均适用。

重要化学热力学方程的图解记忆法

本文详细地介绍了一种用图形的方式记忆诸多重要化学热力学方程的简单方法。

热力学基本方程在不同温标中的具体形式和条件

本文阐明了热力学基本方程在不同温标中的形式和条件。

基于热力学平衡方程的孔隙度实验方法研究

为研究气测孔隙度实验方法在分析页岩样品存在的问题,根据气体传质方程和质量守恒方程,结合全尺度孔径分布特征,定性分析影响孔隙度测试结果的主要因素和各种因素之间的关系;进而改进完善气测孔隙度实验方法。结果表明:孔隙内外热力学平衡是气测孔隙度精度主要影响因素,相对密度与平衡时间成指数关系;增大压力和减小样品大小有利于提高分析效率和测试精度,但对纳米孔隙发育的岩石,建议选择减小样品大小的技术方法;对比模拟结果和实验分析结果,常规分析方法试验结果偏小,样品偏小约70%;长宁-威远区块结果表明直径为2.5 cm的规则样品分析时间不低于4 000 s,当分析时间设定为300 s时,样品粒径不超过0.6 cm。

对热力学基本方程的研讨

热力学基本方程是热力学的精髓,是热力学第一、二定律的综合体现。本文讨论了封闭体系、敞开体系均相条件下热力学基本方程的形式,提出了“化学功”新概念,帮助更好理解敞开体系热力学基本方程。

季节转换期间副热带高压带形态变异及其机制的研究 Ⅲ:热力学诊断

利用NCEP/NCAR再分析资料从能量收支的角度探讨了气候平均状态下副热带高压形态变异和季节转换的物理机制。在考察温度场和加热场季节变化的基础上 ,发现中国江南地区春季降水所形成的非绝热加热源非常显著 ,该热源对后期亚洲季节转换有影响。副热带高压脊面附近经向温度梯度反转取决于温度脊所在纬度位置的变化。温度脊北移是由脊轴北侧的增温率大于脊轴附近的增温率而造成的。热力学方程诊断结果表明 ,亚洲各季风区 (孟加拉湾、南海和南亚 )季节转换的热力机制不同。导致孟加拉湾温度脊显著北跳的主要因素在季风爆发初期是经向暖平流 ,爆发以后是下沉运动 ;引起南海地区经向温度梯度反转的因素有经向暖平流、纬向暖平流和江南地区的非绝热加热 ,特别是经向暖平流的贡献更大 ;造成南亚季风区经向温度梯度逆转的原因是下沉增温。

热力学状态方程二元交互作用参数估算模型开发

基于气液平衡理论,建立了热力学状态方程二元交互作用参数估算模型。首先,结合气液平衡理论、状态方程以及相应的混合规则建立气液相平衡数学模型;然后以气相组成误差平方和与压力相对误差平方和之和作为目标函数,并使用计算机编程,利用单纯形法进行优化求解,实现了热力学状态方程二元交互作用参数估算模型的开发;最后,用该模型对5组二元气液平衡体系中的组分二元交互作用参数进行估算,并根据估算出的参数对各体系的气相组成进行预测,结果显示,预测值与实验值的平均相对偏差均小于1%,表明该模型计算结果准确,可应用于气液平衡计算中。

关于推证热力学关系式的方法

本文对热力学函数、热力学偏导数、热力学关系式的推导进行了讨论,旨在帮助学员更好地理解这些知识.