TiB2热力学性质的第一性原理研究

利用第一性原理方法并结合准德拜模型计算了六方结构TiB2在高温高压下的热力学性质,包括常压下晶格常数、体弹模量B0、热容Cp和熵S随温度的变化以及不同压强下热容Cp、熵S、体膨胀系数α、德拜温度Θ和热容Cv与温度的关系.常压下计算的热容Cp和熵S随温度的变化与实验数据符合很好.     

3-溴-6-甲基哒嗪的结构、光谱和热力学性质

3-溴-6-甲基哒嗪是一种新近合成的哒嗪重要衍生物,从理论上对其结构、光谱和热力学性质的研究还未见报道。采用Gaussian03计算程序在B3LYP/6-311＋＋G^＊＊水平对3-溴-6-甲基哒嗪进行结构优化和频率、热力学性质计算,得到它们的红外光谱以及热容、熵、焓等热力学性质与温度之间的函数关系式,有助于哒嗪类化合物的合成及其它性质研究。     

水溶液中NaBr-单糖相互作用的量热研究

利用电化学方法 ,我们能直接测定电解质和糖相互作用的 Gibbs自由能参数。在前期工作中 [1 ] ,我们通过测定不同温度下的自由能 ,并根据温度系数法求出其它的热力学参数 ,如熵、焓和等压热容参数等。但是由这种方法导出的熵、焓会有较大误差。而量热法能够直接测定焓参数。从而可以得到熵参数 (结合自由能参数 )。如此得到的结果准确可靠 ,这对于全面地了解电解质和糖相互作用的热力学本质 ,有着十分重要的意义。微量热量计具有灵敏度高 ,样品用量少的优点 ,是研究弱相互作用和贵重物质的热力学的重要手段 [2 ]。本文报导 Na Br-单糖 -水…     

乙酰氨基丙二酸二乙酯的量热学研究

用精密自动绝热量热仪测定了乙酰氨基丙二酸二乙酯在78—395K温区的摩尔热容．根据实验测定的热容数据,用最小二乘法拟合计算出热容对温度的多项式方程,得到其相变焓、相变熵分别为34．295kJ·mol^-1、93．009J·K^-1·mol^-1．根据热力学函数关系式计算了其在80—395K温区每隔5K的热力学函数[HT—H298．15]和[ST-S298.15]．此外,用TG—DSC热分析技术进一步考查了该物质在相变区间的重复性和可靠性．     

NH2NO2重排反应的理论研究

本文用从头算方法计算了200～2000K温度范围内NH_2NO_2重排反应的热力学函数改变值,等容热容,反应的A因子和速度常数;以及热容随温度的变化关系。结果表明,该反应是一吸热反应,是不能自发进行的。此外还发现,重排反应的速度常数满足关系logk(s~(-1)=(16.72±0.77)—40.70/2.3RT,此与文献预测结果相符。     

热力学过程状态函数变计算的探讨

状态函数法是物理化学中计算热力学过程函数变的核心,状态一定,状态函数的值一定,其差值仅取决于过程的始末态,结合物质的热力学性质,如温度、压力、热容、标准生成焓、标准摩尔熵、摩尔熔化焓、摩尔蒸发焓等,热力学过程的函数变的计算是可以解决的。经过大量练习与研究以后,一些比较简单的计算方法和技巧也是容易发现的。     

纵向横向磁场作用下Ising变磁体的热力学性质

采用平均场理论研究了在纵向磁场h及横向磁场Ω同时作用下双子晶格Ising变磁体的热力学性质.计算了反映层间和层内自旋耦合强度比的参数α为零时的内能、热容、纵向交错磁矩、纵向总磁矩、横向总磁矩等物理量,给出了内能及热容随温度的变化规律,横向磁场Ω可以使系统内能和热容降低,对系统热力学性质有重要的影响.     

BaLiF_3晶体的弹性及热力学性质研究

运用第一性原理赝势平面波密度泛函理论的方法,结合准谐德拜模型,对钙钛矿结构BaLiF_3晶体的弹性及热力学性质进行研究.以优化结构为基础,计算了在p=0GPa、T=0K条件下,BaLiF_3晶体的晶格常数、弹性常数、体弹模量和剪切模量,它们与实验值及其他理论值相符很好.计算了BaLiF_3晶体在零压下的B/G值,根据晶体力学稳定条件得出BaLiF_3的相变点约为186GPa.利用准谐德拜模型,计算得到BaLiF_3在300K的德拜温度,并得到BaLiF_3的体积、热容、热膨胀系数α、相对德拜温度与温度和压强的关系.在高温时,其热容接近Dulong-Petit极限.     

ZnO的相变和热力学性质的第一性原理研究

利用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法研究了ZnO的相变和热力学性质.我们发现ZnO由wurtzite结构到NaCl结构的相变压在10.9 GPa左右,和实验值以及其他的理论计算值符合的很好.我们还成功地研究了ZnO 的热力学性质,其中包括ZnO的热容和德拜温度.     

液体内压及摩尔定容热容

为获得液体内压和摩尔定容热容的准确数据 ,以热力学状态方程和一个液体的 p-V-T方程为基础 ,提出了液体内压的计算方法以及如何由液体的摩尔定压热容推算摩尔定容热容。以包括极性液体、非极性液体和缔合液体的 13种液体为例 ,计算了它们在 2 5℃及 10 1.3 2 5 k Pa时的内压和摩尔定容热容。结果表明 :液体的内压达到 10 0 MPa数量级 ,从而导致液体摩尔定容热容与摩尔定压热容存在很大差异。若以摩尔定压热容的值代替摩尔定容热容 ,在上述 13种液体中的误差为 17%～ 5 6%范围以内。因此得出结论 :用液体摩尔定压热容的值代替摩尔定容热容的做法是错误的     

水溶液中蛋白质的热力学性质

采用偶极子溶剂模型,应用平均场理论研究了水溶液中蛋白质系统的热力学性质.计算了系统的配分函数,得到了水分子的平均偶极矩、系统自由能、熵和热容量的解析表达式,讨论了它们随温度的变化规律.研究发现,平均偶极矩随温度的升高线性减小;蛋白质的熵随温度的升高逐渐增大;相同温度时,恒定电场下的热容值要大于恒定偶极矩下的热容值,恒定电场热容和恒定偶极矩热容随温度的变化规律也不相同,恒定电场热容在变性点具有极大值.     

面心立方和液态Au的热力学性质

运用Debye-Grüneisen模型研究纯金属Au在温度为0~298.15 K时的低温热力学性质,实现模型修正计算得到的摩尔定压热容、焓、熵和Gibbs自由能等热力学性质与SGTE纯单质数据库在298.15 K时完全对接,对该模型的热容表达式进行修正。研究结果表明:其计算结果不仅比修正前更加符合实验数据,而且与SGTE纯单质数据库完全对接,实现了对面心立方和液态Au在温度为0~3 200 K时热力学性质的完整描述。     

MgH_2的结构与热力学性质的第一性原理研究

采用基于密度泛函的第一性原理方法计算了四角形MgH2的电子结构,通过准谐德拜模型研究了MgH2在压强为0～100 GPa,温度为0～600 K范围内的热力学性质。研究得到了MgH2零温零压下的平衡体积V、晶格常数、带隙,以及体弹模量B0、摩尔定压热容Cp,m、熵S、德拜温度Θ、体膨胀系数α随温度和压强的变化关系。     

MgH2的结构与热力学性质的第一性原理研究

采用基于密度泛函的第一性原理方法计算了四角形MgH2的电子结构,通过准谐德拜模型研究了MgH2在压强为0～100 GPa,温度为0～600 K范围内的热力学性质。研究得到了MgH2零温零压下的平衡体积V、晶格常数、带隙,以及体弹模量B0、摩尔定压热容Cp,m、熵S、德拜温度Θ、体膨胀系数α随温度和压强的变化关系。     

半休氏勒合金LiMgAs结构和热力学性质的第一性原理计算

本文利用基于密度泛函理论的第一原理方法研究了Half-Heusler合金LiMgAs的结构性质以及热力学性质.所计算的晶格常数、弹性模量以及弹性模量对压强的导数均与实验及其他理论值相吻合.本文还计算了α、β和γ三种相的LiMgAs声子频率，发现没有虚频的α-LiMgAs热力学结构稳定，其他两相均有虚频，不稳定.本文通过准谐德拜模型，研究并获得了不同温度0～1500 K和不同压强0～70 GPa下的热膨胀系数、热容、熵、德拜温度和Grüneisen参数.我们发现，热膨胀系数、热容、熵和Grüneisen参数随温度的增加而增加，随压强的增加而减小；而温度和压强对德拜温度和弹性模量的影响和对上面其他物理量的影响恰好相反.另外，当温度高于1000 K时，热容值变化很小，遵循Dulong-Petit定律.     

纳米铝的低温热容及其热力学性质

用扫描电子显微镜测定了纳米铝试样的粒径,结果表明Al试样平均粒径为18nm,在温度108～385K,用精密低温绝热量热计测定了Al的等压摩尔热容,拟合出其等压摩尔热容与热力学温度的函数关系式．根据热容与热力学温度的函数关系,计算了以298．15K为基准的纳米Al热力学函数,并与粗晶Al热容进行比较,从能量角度分析了不同粒径Al热容差别产生的原因。     

黄铜矿MgGeP2的几何结构，弹性性质和热学性质的研究

利用第一性原理的密度泛函方法对MgGeP_2结构性质,弹性性质和热力学性质进行了系统的研究,得到了平衡态的晶格常数,能带带隙,弹性系数和其他相关的热力学参数.通过对结果进行理论分析发现:MgGeP_2在零压下属于直接带隙半导体,带隙值为1.522eV.而弹性性质计算说明MgGeP_2是各向异性且具有良好塑性的材料.在0~40GPa的压强和0~800K温度范围内,利用准谐德拜模型理论计算了热膨胀系数,热容CV和Cp,熵和德拜温度随压强和温度的变化趋势.     

RAgSb2金属间化合物的第一性原理研究

本文从理论计算的角度研究RAgSb_2(R=La-Sm,Gd-Er)合金的部分物理性质,为解释这些化合物的奇特物理性质提供理论依据。采用第一性原理计算方法研究RAgSb_2化合物的结构、机械性能、声子以及热力学性质。根据Birch-Murnagha方程拟合结果,发现LaAgSb_2无磁性,其余合金均表现磁有序,其中除了CeAgSb_2和GdAgSb_2外,其余的RAgSb_2合金的反铁磁态能量低于铁磁态。这些化合物的结合能计算数值均为负值,说明它们具有稳定的结构。而弹性模量的计算结果表明这些化合物具有稳定的机械性能。根据泊松比和B/G值,可以证实GdAgSb_2合金和TbAgSb_2合金具有韧性,而其余的合金表现为脆性。声子谱的计算结果显示这些合金具有稳定的热力学性质,其热容CV随着温度的升高,在低温下急剧增加并与T~3成正比,在较高温度下缓慢增加并趋向于Dulong-Petit极限,高温下的热容接近47.5cal·cell~(-1)·K~(-1)。     

RbCaCl3晶体的弹性及热力学性质研究

运用第一性原理赝势平面波密度泛函理论的方法,并结合准谐德拜模型,对钙钛矿结构RbCaCl_3晶体的弹性性质和热力学性质进行研究。以优化的结构为基础,计算了在P=0GPa、T=0K条件下,RbCaCl_3晶体的晶格常数、弹性常数、体弹模量B和剪切模量G,与实验值符合较好;同时计算了RbCaCl_3晶体在零压下的B/G值,根据晶体力学稳定性条件首次推测出RbCaCl_3的相变压强约为10.5GPa。利用准谐德拜模型,计算得到RbCaCl_3在300K的德拜温度,并得到RbCaCl_3的相对体积、热容、热膨胀系数及德拜温度与压强和温度的关系;在高温时,其等体热容Cv接近于Dulong-Petit极限。     

环面黑洞的热力学几何及临界行为

将几何方法应用于研究环面黑洞的热力学性质,计算了该黑洞的温度和热容,并探讨了黑洞热力学几何度规与黑洞的临界行为及相变特征之间的联系.结果表明：环面黑洞热力学温度等于其Hawking温度;由于其标量曲率等于零,因而环面黑洞的Weinhold度规不能给出关于该黑洞热力学临界行为及相变的任何信息;而环面黑洞的Ruppeiner度规和Legendre协变度规却能很好地反映出黑洞的相结构信息.