理想气体焦耳定律与物态方程的关系

焦耳定律作为理想气体的能态方程,是热力学一般能态方程在理想气体物态方程约束下的特殊解,本质上不独立于物态方程.但焦耳定律却是理想气体温标等于热力学温标的充分必要条件,以理想气体温标表述理想气体定义时,物态方程和焦耳定律缺一不可.

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。

两种物态方程在超高速碰撞数值模拟中的比较

材料在超高速碰撞下将发生熔化甚至气化相变。为反映超高速碰撞中材料相变带来的影响,文章采用GRAY三相物态方程与Tillotson物态方程,对超高速碰撞进行数值模拟对比研究。研究表明:当碰撞速度在3km/s以下时,除了靶板穿孔直径外,两种物态方程所给出的碎片云的结果基本一致;但当碰撞速度在3km/s以上时,两种物态方程给出的数值模拟结果有较大差异,这说明在超高速碰撞中相变的产生对碎片云形状参数有较大影响。

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。

理想气体物态方程的四种推理方法及两点质疑

系统性地展示了推理理想气体物态方程的四种方法,其中前三种方法是利用等压、等体、等温三种等值过程中任意两种的组合来进行推理,第四种则是根据物态方程的思想来进行推理.指出其中利用等压和等体过程组合的推理方法可能存在因气体温度过低或过高从而导致推理方法受限的问题,而第四种推理方法则可能存在历史逻辑性的问题.

用遗传算法确定材料物态方程参数

根据实测应力历史曲线建立非线性优化模型，以确定材料物态方程参数。将全局优化性能良好的遗传算法应用于优化过程。针对２号纯铁的一维平面碰撞实验记录，用这种方法计算了铁的物态方程参数ｃ０和ｓ，并将结果同用ＢＦＧＳ算法得到的结果进行了比较。

HMX炸药爆轰产物物态方程研究

采用自主研制的考虑产物组分间化学反应的类CHEQ程序研究HMX炸药爆轰产物物态方程,给出初始密度为1.90 g·cm^(-3)的HMX炸药CJ点的爆速和爆压,计算值与实验值符合较好;计算CJ点的爆轰产物组成,并与BKW和LJD的计算结果进行比较分析;同时给出过CJ点的等熵膨胀线上压强、γ和产物组分随比体积的变化规律,加深对爆轰产物作功能力的认识.

稠密氦气物态方程研究

用二级氢气炮作为冲击压缩加载工具和多通道瞬态辐射高温计作为主要测量系统 ,测量了冲击压缩氦气等离子体的光辐亮度历史 (初始温度 2 93K ,初始压力为 1.2MPa)。根据实测记录信号波形的有关特征量 ,计算得到了氦等离子体的Hugoniot物态方程 (含冲击温度 )。结果发现 :实测Hugoniot物态方程可用Saha方程加Debye Huckel修正物理模型解释。

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。

100～500GPa4．2Ni2．45Fe0．35CoW合金的冲击压缩性和物态方程

用二级轻气炮驱动飞片技术及对称碰撞技术，测量了两相合金１．２Ｎｉ２．４５Ｆｅ０．３５－ＣｏＷ（以下简称９３Ｗ）的雨贡纽线。其压力范围为１００～５００ＧＰａ。实测的冲击波速度Ｄ和粒子速度ｕ可用直线关系式Ｄ＝４．００８＋１．２７７ｕ（ｋｍ／ｓ）描述。实验结果与用混合物雨贡纽线叠加原理的计算结果符合甚好。文中还给出了由实验数据计算得到的物态方程数据。

爆轰产物物态方程及CHBr_3相变的理论研究

由吉布斯自由能最小计算处于化学平衡状态的气体和固体混合系统的平衡组分。以ＢＫＷ和ＶＬＷ作为爆轰产物的物态方程对几种炸药爆轰参数作了预言，计算结果与实验值吻合得非常好。另外，还对ＣＨＢｒ３的冲击压缩分解作了化学平衡计算，给出了冲击压缩曲线。

南丹铁陨石物态方程用于地核的研究

从南丹铁陨石的物态方程和地球的PREM模型出发,求得内外地核交界面处的物质密度为12.83—13.419/cm^3,温度为5440—5680K;地心处物质密度为13.12—13.73g/cm^3,温度为5660—5990K,推估内地核可能由铁镍合金组成.

用冲击波应力历史曲线确定材料物态方程参数

提出一种确定材料物态方程参数的新方法，即从一次平面碰撞实验中单个拉格朗日量计记录的应力历史曲线出发，建立非线性优化模型，进而确定材料的物态方程参数。计算结果表明了这种方法的有效性。还考察了权重的选取对于最后优化结果的影响。

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。

物态方程与超新星爆发

在J.Cooperstein的物态方程中,参量θ(核密度与饱和核密度之比)方程对其根有一定的限制,我们从零温近饱和密度的核子压强公式出发得到一个核子内能公式,用此公式取代J.Cooperstein所用之核子内能表达式,则物态方程中θ方程对根的限制将被消除。以15M_⊙之WZW模型为初始模型,用我们的物态方程对引力坍缩、冲击波形成及其传播的流体动力学做了计算。在高于饱和密度之核物质区适当软化物态方程,则星核区引力结合能的释放将有所提高。

固氩高压物态方程和弹性性质的密度泛函理论计算

用平面波赝势方法结合局域密度近似密度泛函理论(DFT-LDA)计算了零温下固态氩晶体在压力0～82 Gpa的p-V关系和弹性性质,计算结果与静高压实验数据符合较好,计算结果表明局域密度近似方法能较好地描述固氩晶体高压下的性质,采取合理的方法和计算参数,惰性气体固态晶体高压下的力学性质可以比较准确地计算出来,这可为一些还不能通过实验进行研究的物态分析提供借鉴.

应用Saha方程计算氩等离子体的Hugoniot物态方程

应用Saha模型加Debye Huckel修正计算氩等离子体的Hugoniot物态方程 ,温度在 10 0 0 0 - 30 0 0 0K之间 ,压力在 0 .0 13 3 - 0 .16 6GPa范围内 ,非理想参数Γ≈ 0 .38。实验值和理论计算结果符合较好 ,说明Saha模型加Debye

混合物物态方程的体积相加模型和热力学自洽条件

介绍了一个表列数据相加模型，用体积压强迭代法编程计算混合物物态方程。在各组分材料物态方程满足热力学自洽条件的前提下，证明了混合物物态方程也满足热力学自洽条件。最后给出两个算例（空气和ＸｅＤ２体系）。

温稠密物质物态方程的理论研究

本文详细地介绍了温稠密物质物态方程的理论模型,其中包括液体变分微扰理论、化学图像模型、离化电离平衡模型、平均原子模型和INFERNO模型;给出了混合物物态方程的计算方法;对第一原理分子动力学和量子蒙特卡罗方法进行了介绍;对一些典型材料(如氢、氘、氦、氙、金、钨等)在温稠密区的物态方程进行了计算和总结;分析了离解、电离效应对物态方程的影响.

用冲击压缩数据计算物态方程的一种方法——Grüneisen系数最优化

本文给出了一种用冲击压缩数据计算Gruneisen 物态方程参数的方法。它使Gruneisen系数沿实验冲击绝热线的计算值与晶格振动理论的计处值达到最优拟合 给出了23种金属的冷能、冷压公式中的ρ_(ok)、Q和q以及Gruneisen 系数的结果。