化学热力学中系统对环境所做体积功的计算

系统状态发生变化时,状态函数的改变量与变化的具体途径无关,可由始、终态的值直接求算。而非状态函数如功、热的值的改变量却与变化的具体途径有关,变化途径不同,其值的改变量也不相同,本文举例介绍了化学热力学中系统对环境所做体积功的常用求法。     

简单系热力学公式规律研究

利用只有体积变化功的简单系热力学函数全微分,能推演出十六个热力学公式,这些公式是处理简单系热力学性质和其他系统热力学性质的基础,如何使学生记住这十六个公式是学习好热力学的保证.笔者在热力学教学中总结出来的简单系热力学公式的框式记忆法很好地解决了这个问题.     

略论热力学方法在科研和理论工作中的作用

本文讨论了封闭简单理想气体体系,只作体积功的可逆过程。应用热力学方法导得的公式中,把难测的物理量可转变为易测的物理量(如温度、压力、体积等)来求得,反之亦然。从而使科研工作化难为易,并将测定的数值上升为理论,提高科研水平。还论证该体系,分别由热力学第一定律和第二定律开始,用热力学方法可得到殊途同归的效果,这对理论研究工作也极重要。     

物理化学辅导课教学改革实例：热力学第一定律的适用条件

结合富有启发性的辅导课教学设计,论述了热力学第一定律对敞开和封闭和的适用情况,并探讨了热力学第一定律的适用条件与非准静态过程体积功的定义和计算之间的联系.     

回路振荡热管稳定运行条件及循环特性的热力学分析

以简单回路振荡热管为热力系统,通过热力学分析,导出了稳定循环的条件：蒸发端吸热量等于冷凝端放热量,且必须考虑耗散功的影响作用。推导出稳定循环过程的特征和热力学参量变化的规律,揭示了过程能量转换的特点。结果表明：吸（放）热过程包括潜热和显热,汽相比体积随压力的变化因素不可忽视;蒸汽干度和密度的变化与温度、压力同向,与流速相反;此过程中的能量转换是维持能量传递的重要条件。     

CCPP湿煤气热力学性质分析和简捷计算方法

针对联合循环机组煤气系统模拟中湿煤气热力学性质的计算方法进行了研究.分析结果表明当压力小于732kPa时,湿煤气仍可近似看做理想气体混合物,理想气体混合物热力学性质的计算方法仍然适用,计算误差较小.将湿煤气看成干煤气和水蒸气的混合物,给出了湿煤气热力学性质的计算步骤和通用计算公式.通过数值计算分析了湿煤气各成分体积分数、水分析出和温度变化对湿煤气热力学性质的影响,并基于上述分析结果给出了在联合循环机组煤气系统变工况模拟时湿煤气热力学性质的简捷计算方法.     

不可逆狄塞尔热机输出功、效率及其参数优化

建立不可逆狄塞尔热机循环新模型。探索不可逆绝热过程对热机循环性能的影响，应用有限时间热力学方法．导出了输出功和效率与压力比、高低温比间的解析表式．揭示了这些重要热力学参量问的变化特性．研究结果表明，随着绝热不可逆程度的增大，输出功及效率均明显减小；输出功和效率随压力比的变化在一定范围内存在极大值．而输出功随高低温比的增大而单调增大．通过数值计算，还讨论了包括热机压力比、输出功和效率等优化工作区域及其界限、所得结论可为一类内燃机的最佳运行条件和优化设计提供理论参考．     

热力学基本方程在相变过程中的应用

本文从热力基本方程的导出过程和对逆相变，不可逆相变的实例计算，充分说明了热力学基本方程对不做非体积功的相变过程可完全适用。     

论工程热力学中pv的性质

本文在正确理解功与能,过程量与状态参数等基本概念的基础上,论证了在工程热力学中,pv的物理意义应理解为推动功(或称流动功),而不能理解为工质自身所具有的某种能,如压力势能或流动能等。     

NaH高压相变、弹性和热力学性质的第一性原理研究

基于密度泛函理论,通过平面波赝势方法计算研究了NaH的高压结构相变、弹性和热力学性质.详细计算了NaH的平衡晶格常数a0,弹性常数Cij,体积弹性模量B0及其导数B0′.结果显示:本文计算值与实验值和其他理论值一致.利用吉布斯自由能等熵条件计算发现,NaH从B1结构向B2结构发生相变时的相变压为30.5GPa,体积塌缩率为4.5%,与实验值(29.3±0.9)GPa接近,但小于其他理论计算值(37.0GPa).采用静水有限应变技术计算研究了弹性常数Cij、弹性波速、德拜温度ΘD、弹性各向异性因子随压力的变化关系.根据准谐德拜模型,计算研究了NaH的热容Cv和热吸收系数α等热力学性质.所选择的压力范围为0~50GPa,温度范围为0~1500K.     

燃烧反应火焰温度的探讨

由于光是一种有序的能量,因而作者认为燃烧反应发出的光子的能量也是体系对环境作的一种非体积功W′.根据热力学第一定律推导出,燃烧反应的反应焓△H与光子能量E之间的关系是△H=-nEm=-0.119 6n/λ.根据公式计算得的H2、CO和C2H2燃烧的火焰温度分别为2894 K、1 625 K和3 804 K,这与它们各自的实际温度2 773～3 273 K、1 673 K和3 773 K非常接近.另外,作者还说明了如何根据反应机理确定有机物燃烧时发出的光子的量.     

用聚集型状态方程计算高碳烷炮和液相的体积

根据分子聚集的热力学模型,应用分子聚集型状态方程计算高碳烷烃饱和液相的体积,与文献值比较,结果令人满意。     

相对论热力学功的变换

本文在评述了有关相对论热力学功的变换关系的争论后,论证了可逆过程中外力所作的功的表达式,并给出了运动系统热力学定律的表述形式.     

回热式有机朗肯循环系统热力性能

膨胀机和工质泵作为有机朗肯循环系统的重要动力部件,在不同的热源温度下,合适的膨胀机及工质泵转速能够有效提高ORC系统的热效率。本文基于回热式ORC系统的热力学分析,选用R245fa为工质研究了膨胀机转速、工质泵转速以及热源温度对系统性能的影响。结果表明：膨胀机转速的增加使得工质质量流量、蒸发器换热量、膨胀机输出功和系统净输出功有所上升,而蒸发压力和热效率下降;工质泵转速的增加会使得工质质量流量、蒸发压力、蒸发器换热量及系统净输出功升高,系统热效率先增加后降低;热源温度的升高会导致蒸发压力下降,工质质量流量、蒸发器换热量、膨胀机输出功、净输出功及热效率均随之增加。     

用聚集型状态方程计算高碳烷烃饱和液相的体积

根据分子聚集的热力学模型，应用分子聚集型状态方程计算高碳烷烃饱和液相的体积，与文献值比较，结果令人满意。     

通用最大功原理的建立

通过对磁介质系统的讨论,指出传统热力学中最大功原理在应用到含有多项广义功系统时的不足,根据通用特征函数的概念,建立了通用最大功原理——系统经历一热力学过程.如果描述该过程的所有强度量x_i不发生变化,那么从系统所能获得的最大功,除■x,dX_j外,等于与该过程相关的特征函数的减少.该原理包含了传统热力学最大功原理.     

热功法和态函数法的关系

本文应用热功法和态函数法,简明地论述了两套热力学基本公式的由来,应用条件、及它们的关系。提出了如下三个见解: (1)两套热力学基本公式是等价的,其中∑μ_idn_i=δW_R’,即每种物质的化学位,乘其相应的摩尔数变化之求和项,代表了一切可逆非体积功。(2)每一相各组分摩尔数不变的可逆过程,必定是不作非体积功的可逆过程。(3)澄清了化学热力学教材和物理化学教材中,关于表面化学“热力学基本公式”的模糊说法,提出了“部分代替论”的见解。     

Al-Li系统性质的第一原理计算(英文)

用第一原理方法对铝、锂及铝锂二元系统金属间化合物的稳定和亚稳相的原子体积、弹性性质及形成焓等热力学性质进行了计算,结果表明:计算的平均原子体积略大于实验值,计算的体积模量与已有的实验值符合得比较好,对铝锂系统来说,计算的体积模量随锂的浓度的增加单调下降.对铝锂系统的稳定和亚稳定相的形成焓的计算表明,最稳定相为B32结构的Al-Li金属间化合物.     

储能压力对液态压缩空气储能系统特性的影响

为了探究液态压缩空气储能系统工作参数对系统性能的内在作用机理及系统能效提升方法,建立了该系统的热力学模型。应用Aspen Plus软件进行流程仿真,对系统进行了热力学特性分析,并深入研究了液态空气储能压力对系统各单元及系统能效的影响规律。研究结果表明:较高品位的压缩余热和较小的循环空气流量可有效提升系统余热再利用率,显著提升系统性能;当储能压力由0.86 MPa提升至1.67 MPa时,系统压缩热的品位得以提升,膨胀机级间再热温度由114℃提升至160℃,同时可降低循环空气流量约0.5%,使得压缩机耗功降低,同时膨胀机输出总功增加,系统效率由31.61%提升至42.54%;储能压力的提升有利于降低低温储罐漏热,并减少制冷膨胀机出口带液量,可进一步改善系统的整体性能。     

热力学中的多方过程研究

为解决现有热力学中对一般的多方过程没有进行深入研究的问题,根据热力学的基本理论计算,给出了一般多方过程的功、内能增量和转递的热量的计算公式,讨论了P-V图中斜直线为多方过程的条件,提供了判断多方过程吸放热问题的一种简单方法和在不同区间判断多方过程吸放热问题的基本方法.弥补了热力学对多方过程研究的不足.