理想线弹性体的等温物态方程

固体的物态方程多为经验公式,少量为基于微观力学的扩展,方程复杂且有效性低,建立有效的理论性的物态方程,一直是业内的梦想。本研究从材料力学角度出发,建立了一种理想线弹性体的2参数等温物态方程,该方程具有Bridgman方程的形式,方程参数仅为弹性模量和泊松比;对75中物质的弹性段数据进行了验证,发现新方程的符合性良好,可靠性佳,拟合精度可控制在3.72%以内。同时得出体积模量的一阶导数是泊松比的单一函数,揭示了这两个参数之间的深刻联系。

金和铂的室温等温物态方程及其压标的意义

在对Gruneisen系数高温高压特性不作任何假设的前提下，由冲击雨贡纽数据直接确定了材料零温零压体积、等温体模量及其对压力的一阶偏导。基于上述参数，计算了两种常用压标材料金和铂压缩比至0．5～0．6的0K物态方程，并通过相应的热压修正得到了金和铂的室温等温物态方程。计算结果与准静水压条件下静高压实验结果具有非常好的吻合性，缩小了早期不同金和铂压标之间的差异。独立来源实验数据和理论计算结果的交叉检验表明，金和铂的室温等温物态方程计算结果可以用于今后静高压实验的压标。

固体H_2和D_2的等温体积弹性模量和物态方程的研究

根据S.K.Sharma[Mod.Phys.Lett.B 22/31(2008)3113]提出的等温体积弹性模量的一阶压强导数与体积压缩比的k次方成比例的假设,本文得到一个新的反映等温体积弹性模量随体积变化的表达式B(V),进而得到一个新的物态方程.利用B(V)表达式和新的物态方程分别对固体H2和D2计算了等温体积弹性模量和压强随体积的变化关系,计算结果与实验数据取得很好的一致性.与早期工作者的同类研究的比较分析表明本文提出的反映固体等温体积弹性模量和压强随体积变化的关系式具有更好的适用性.

固态高分子等温物态方程的适用性

针对现有高分子等温物态方程形式多样且繁杂,判断物态方程适用性困难的问题,通过理论分析,建立了8个等温物态方程的自洽性判据,并通过B'∞=-1的条件,降低了等温物态方程参数的数量。通过代数原理,建立了物态方程参数数量和B(n)0的对应关系,提出高分子等温物态方程适用性的判断原则。对25个常用等温物态方程和12种高分子材料的数据进行验证,结果表明:在2参数方程中,Spencer方程优于其他方程,而Yan方程最具有发展潜力。

零温物态方程输入参数B_(0K)、B′_(0K)和ρ_(0K)的确定

在对Grüneisen系数高温高压下演化特性不作任何假设的前提下,建立了一种不依赖于等温物态方程具体形式,通过Hugoniot实验数据直接确定0K零压等温体积模量B0K及其对压力的一阶导数B′0K和初始密度ρ0K等0K物态方程输入参数的方法。通过与实验和理论数据的分析和比较,表明用这一方法确定的B0K和B′0K不仅合理,而且具有很高的精度,特别是B′0K的精度,要优于目前传统超声实验的测量精度。此外,这一方法所确定的ρ0K不仅在Gr櫣neisen物态方程的框架内与相应的室温零压特性参数相适配,而且与低温热膨胀实验数据所确定的近0K初始密度ρ0E非常吻合。

4种等温物态方程适用性的比较

物态方程描述了压力、温度、体积等热力学变量间的联系，对研究高压下固体的特性具有重要的意义。由于不同固体的热力学特性差别较大，长期以来人们采用不同的函数形式对不同类型固体的物态方程加以描述。近几十年来，已经提出和建立了许多半经验半理论解析形式的物态方程：第一种是在弹性变形理论基础上导出的有限应力一应变关系，第二种是针对不同类型固体材料提出不同能量模型以建立相应的物态方程。长期以来人们希望能找到一种形式简单的通用物态方程，能够利用从低压实验数据确定的参数外推预测出材料在高压下的压缩性质。

高密度流体He+H_2混合物物态方程研究

选择高密度流体He +H2 混合物作为研究对象 ,用Ree混合规则和vanderWaals单组分流体变分微扰理论加量子力学一级修正模型编制计算程序。作为对计算模型及其程序的检验 ,首先用已有的α exp 6优化势参数 ,计算了T =30 0K的He +H2 混合物的等温相平衡线 ,得到了与实验值和分子动力学 (MD)数值模拟一致的结果 ,然后进一步计算了 0～ 60GPa和 5 0～ 70 0 0K压力温度范围内的流体He+H2 混合物 (He∶H2 分别为 1∶1、1∶3、3∶1摩尔比 )的高压物态方程。与Monte Carlo模拟数据所进行的比较表明 ,在低温下 。

氢及氘的宽区物态方程研究进展

氢是自然界最丰富的元素,是天体物理和惯性约束聚变(ICF)研究的重要对象。简要综述了国内外氢及氘宽区物态方程研究进展,特别评述了OMEGA激光装置上的最新冲击压缩实验和理论模型的对比分析情况。在以往数据分析评估基础上,利用改进的化学自由能模型、第一原理数值模拟结果及多参数物态方程模型,构建了氢的宽区物态方程,适用温度、密度范围分别为20~108 K,10−7~2000 g/cm3。与已有多类实验如冲击压缩实验、静高压等温线实验、声速等实验结果对比表明,新构建的氢宽区物态方程具有较高的置信度,为天体物理、惯性约束聚变、国际热核实验堆等工程物理设计提供高精度的支撑数据。氢宽区物态方程的构建及验证方法亦可适用于其同位素氘,该方法构建的氘宽区物态方程与2019年最新发表的主雨贡纽、二次冲击雨贡纽数据的吻合程度明显优于当前国外模型。指出了未来研究需要关注的状态区域。

实际气体等温线的数学描述——论气态和液态连续性的新进展

相较于理想气体物态方程与范德瓦耳斯方程,应用实际气体的玻尓兹曼因子方程和饱和蒸汽压下单元液体的玻尔兹曼因子方程共同来描述实际气体等温压缩的全过程,特别是描述低于临界温度时,从气体体系到汽体与液体共存的非均匀体系,再到液体体系变化的全过程,明显会更加自然、更加合理,更加切合实际地描述了气态和液态物质在等温压缩过程中的连续性。彻底地解决了"范氏方程给出的曲线不包含汽液共存的信息"等实际问题。

几种计算Grüneisen系数方法的比较研究

针对晶格热贡献的格林乃森(Grüneisen)物态方程讨论了计算Grüneisen系数γ的几种物理方法。通过对比研究发现,低压下利用超声测量数据得到的Vinet等温物态方程与相应的冷压线所计算的Grüneisen系数γ与实验数据符合得更好,而高压下由于缺乏有效的直接实验测量数据,只能对各种计算方法所得的结果做一定性的判断,因此需要发展高压下直接测量γ的实验方法,才能为该问题的澄清提供实验支持。

利用态函数焓推导(P、V、T)系统的热力学性质

通常利用态函数内能U来看热力学 (P、V、T)系统的热力学性质 ,本文应用态函数焓来推导 ,给出不可测量与可测量之间的关系式及系统的性质 .

饱和蒸气与理想气体

关于饱和蒸气，在高中物理教材［１］中特别强调地指出“理想气体状态方程对饱和蒸气完全不能适用”，但是在大学“热学”［２］、“热力学·统计物理”教材中，却未加验证地在一些地方将饱和蒸气看作理想气体．这显然是相互矛盾的。因此学生常常提出问题，究竟理想气体状态方程对饱和蒸气是完全不能适用呢，还是在一些条件下可近似适用？本文用事实说明他和蒸气和理想气体一样，在较稀薄的情况下，可近似地遵从理想气体状态方程，而中学教材中的提法是欠妥的．