具有非理想气体工质的内可逆Miller循环功率效率特性

应用有限时间热力学理论,研究非理想气体工质的内可逆Miller循环的最优性能,导出循环功率和效率与压缩比的一般关系。以循环功率和效率为目标函数,分析Miller循环比γM、传热损失系数B、循环最大温比τ和气体自由度d对循环特性的影响,比较非理想气体与理想气体不同比热模型条件下的性能差异。结果显示:随着γM增加,循环最大功率P_(max)和最大效率η_(_(max))增大,P_(max)对应的效率ηP_(max)先增大后减小,P_(max)对应的压缩比γP减小,η_(_(max))对应的压缩比γη先减小后增大;随着B增大,η_(_(max))、ηP_(max)和γη减小;随着τ和d增加,P_(max)、η_(_(max))、ηP_(max)、γP和γη均增大。比热模型对循环性能仅有定量影响,无定性影响;非理想气体比热模型条件下的循环功率和效率最小。

非理想气体热力学性质的研究

用量子统计的方法得到非理想气体的范德瓦尔斯方程 .并从简化的 L-J位势出发对非理想气体的压强、体积的修正及其热力学性质进行了讨论 .

非理想气体状态方程的推导

采用Sutherland分子力模型,应用麦克斯韦速度分布律导出了非理想气体状态方程.

非理想气体物态方程和位力系数的研究

利用巨正则系宗理论,推导了非理想气体的物态方程,进而在London势能模型近似下得到了范德瓦尔斯方程,并讨论了位力系数的物理意义。

n维经典非理想气体的物态方程与热力学函数

求出了n维经典非理想气体的物态方程和热力学函数.由London理论得出了维数n(n<6)不同时的经典非理想气体的物态方程形式基本一样,且与能谱关系无关的结论;当维数n≥6时,如果仍用London理论,巨配分函数发散,此时物态方程及热力学函数将无意义.事实上只要使用刚性球模型,无论是否使用London理论,总存在一个维数n,当维数大于n时巨配分函数发散.

两种非理想气体为工质的可逆奥托循环的效率

分别以范德瓦耳斯气体和昂尼斯气体为工质计算奥托循环的效率.

非理想气体和实际气体

人们对事物的认识总是按照'实践、认识、再实践、再认识'的这一规律,循环而逐步达到更高的层次。人们对气体性质的认识过程就典型地符合这一规律。首先,J.L.Gay-Lussac在1807年,J.P.Joule在1843年,分别做了著名的Joule实验,推导出理想气体的内能U与焓H都仅为温度T的函数而与压力p、体积V无关。

非理想气体状态方程与内能

内能公式给出：定量非理想气体经绝热自由膨胀过程后，气体的温度恒降低，但实际情况并非完全如此．本文给出新的气体状态方程与内能公式，并很好地解释了气体绝热自由膨胀和绝热节流膨胀温度变化的全部情况．

非理想气体的第二维里系数及物态方程

利用ＭａｙｅｒＵｒｓｅｌ集团展开法及两体作用的Ｍｏｒｓｅ位势，计算了非理想气体的第二维里系数及物态方程．结果表明第二维里系数和物态方程中的参数都是随温度变化的函数，这一结论与实验相符．

非理想气体的卡诺循环

把范德瓦尔斯气体和昂尼斯气体作为工作物质,计算其卡诺循环的效率,与理想气体卡诺循环的效率相同,进一步说明卡诺定理的正确性.

非理想气体焦耳实验研究

本文通过对范德瓦尔斯方程和昂尼斯方程所描述的实际气体进行理论计算,说明非理想气体经自由膨胀后温度降低.由于水的热容量比气体的热容量大很多,气体温度变化引起的水温度变化太小,实际上不易测量出来.

任意维经典非理想气体热力学性质的研究

求出了n维经典非理想气体的物态方程和热力学函数.由London理论得知,当维数n<6时,不同维数的经典非理想气体的物态方程的形式基本一样,且与能谱关系无关;当维数n≥6时,如果仍用London理论,则巨配分函数发散,此时物态方程及热力学函数将无意义.事实上只要使用刚性球模型,无论是否使用London理论,总存在一个维数n,当维数大于n时巨配分函数发散.

任意维经典非理想气体位力系数的研究

求出了任意维经典非理想气体的硬心势、方阱势和Lennard-Jones势的第二位力系数,并给出了计算更高位力系数的方法与途径.结果表明:对于Lennard-Jones势,只有当维数n<6时,第二位力系数才收敛.

关于非理想气体卡诺循环的一点讨论

《物理通报》1992年4期发表了《非理想气体卡诺循环》一文^([1]),对理想气体卡诺循环效率η=1-((T_2)/(T_1)) (1)的证明提出如下两个问题:'1.由于理想气体绝热方程PV~γ=常量是假定γ=(C_p)/(C_v)为一与温度无关的常数而得到的一近似方程,故容易使人怀疑由绝热方程所得到的证明结果也同样具有近似性。

非理想气体中分子之间相互作用的热力学讨论

本文求得了位形积分与温度Ｔ的关系，证明了只要气体的压力系数δ≠１／Ｔ，那么粒子相互作用就应为 Ｔ的函数；在粒子近程相互作用近似下，白描述相变曲线的Ｃｌａｐｅｙｒｏｎ方程得到两体相互作用势的积分方程；作为特例，求得了李政道－杨振宁教授相变理论模型势ε。

具有非理想气体工质的内可逆Dual循环最优性能

基于有限时间热力学理论和前人建立的内可逆Dual循环模型,本文进一步考虑非理想气体工质比热模型,对循环的性能进行了研究,推导得到了循环功率和效率的基本优化关系,通过数值计算分析了传热损失系数(B)、预胀比(ρ)、单原子气体自由度(d)和循环最大温比(τ)对循环特性的影响,比较了不同比热模型条件下循环的性能差异.结果表明:随着τ和d增加,循环最大功率(P_(max))、最大效率(η_(max))、最大功率时对应的效率(ηP_(max))、最大功率和最大效率时对应的压缩比(γP)和(γη)均增加;随着B增加,η_(max)、和ηP_(max)均减小,γη不变;随着ρ增大,P_(max)、γP和γη先增大后减小,η_(max)和ηP_(max)增大;比热模型对循环性能不产生定性的影响仅产生定量影响,非理想气体比热模型条件下得到的P_(max)、η_(max)、ηP_(max)、γP和γη最小.本文所得结论对实际热机的设计有一定的参考意义.

非理想气体状态方程的一般形式及应用

本文介绍了一种推证非理想气体状态方程(简称态式)一般形式的方法,得出了非常简洁的形式,并讨论了在各种气体中的应用。

非理想气体状态方程

本文在正则系综框架下,利用平均场近似的方法推导出了非理想气体状态方程,并发现:气体摩尔体积的修正项跟分子的体积成正比,比例系数为4倍阿伏伽德罗常数;气体压强的修正项反比于摩尔体积的平方,比例系数跟分子的体积以及分子之间的相互作用力有关。另外,本文讨论了某些气体(H2,O2,CO2,He)在不同温度下的压强随摩尔体积的变化趋势。

非理想气体工质对内可逆Otto循环功率、效率性能的影响

基于有限时间热力学理论和内可逆Otto循环模型,进一步考虑非理想气体工质比热模型,对循环的功率和效率性能进行研究。通过数值计算分析比热模型、气体分子自由度d和传热损失B对循环最大功率Po_(t max)、最大效率η_(max)、Po_(t max)对应的最佳压缩比(γopt_(p)和效率ηP、η_(max)对应的最佳压缩比(γopt_(η)和功率Pη的影响。结果显示:循环性能η_(max)、(γopt_(η)和η_(p)随着B的增大而减小;工质比热模型对循环性能不产生定性影响,仅产生定量影响,非理想气体比热模型条件下的循环Po_(t max)、(γopt_(p)、η_(max)、(γopt_(η)、η_(p)和Pη均小于其他两种比热模型;循环性能(Pot)_(max)、(γopt_(p)、η_(max)、(γopt)_(η)、η_(p)和P_(η)随着d的增大而增大。研究结果对内燃机设计具有一定的指导意义。