CrN弹性和热力学性质的第一性原理研究

本文采用平面波赝势密度泛函理论方法研究了立方相CrN平衡态的结构和弹性性质,计算结果与已有的实验值和理论值符合较好.首次利用准谐德拜模型计算了CrN的热力学性质,得到了不同温度下,CrN的体积随压强的变化关系,以及德拜温度、摩尔热容量、熵和内能随压强及温度的变化关系.     

构型熵与弛豫函数相关性的研究

运用Adam-Gibbs的构型熵理论探讨了玻璃化液体的输运性质和热力学性质之间的相互关系，提出在非指数型弛豫函数中展宽因子等于构型重排区域的相对构型熵；与构型重排区域内的临界分子数成反比。由此赋予了展宽因子在玻璃构型方面新的物理意义，建立了结构弛豫与构型熵之间的联系，从而为探讨粘滞性、非理想弛豫、构型熵和液体分子的结构之间的关联性扩展了新的研究空间。     

热学三题

对热学中的理想气体定义，热容量、熵及熵增原理等几个重要的基本概念的教学进行了讨论。对理想气体的定义和负热容量及熵与熵增原理的物理本质进行了初步分析。     

Ni铁磁粒子熵和热容量的影响因素分析

应用统计物理和固体理论,推导了外磁场中镍铁磁粒子的熵、热容量等热力学函数,并利用Mathematica软件进行了数值计算．结果表明：镍铁磁粒子的磁矩与外磁场相互作用引起的熵随温度升高而减小,随外磁场增大而增大;其热容量随温度的升高而增大,随外磁场强度的增大而减小;晶格振动和表面自由能引起的熵和热容量均随温度的升高而增大;温度较低时变化趋势更为显著．     

深过冷银熔体热物理性质参数的研究

将差示扫描量热与助熔剂处理相结合,研究了深过冷状态下银的比热及其他相关热物性参数．通过实验获得银熔体在深过冷范围内的比热与温度成线性关系,计算出了深过冷银熔体与对应温度固态之间的焓差、熵差和吉布斯自由能差,分析了深过冷银熔体的热扩散系数和热传导系数随温度的变化关系．     

基于耗散结构系统熵模型的区域人力资源供给系统有序性研究

区域人力资源供给系统是一个复杂的开放系统,不断与外界环境、社会之间存在着能量、信息和物质的交换,其内部各要素之间相互作用导致系统的熵值增加,系统运行变得不稳定,根据熵与系统有序性之间的关联关系。可以构造耗散结构系统熵模型并测定熵值的变化,就可以反映出系统运行的有序程度。研究发现,区域人力资源供给系统是一个耗散结构,其发展的有序性可以通过反映内部结构的“关联熵”和反映系统动态运行的“运行熵”来判断。因此,建立区域人力资源供给系统熵分析模型,通过“关联熵”和“运行熵”来对系统有序性进行测定。利用辽宁人力资源供给相关指标数据进行分析发现：金融危机之后,随着经济的发展,人力资源供给有序性逐渐提高。     

差热分析法测定固体AgI的电导活化能和相转变熵

差热分析是一种基于温度程序变化下测量试样与参比物温度差的方法，是热化学的基本测量技术。应用ＤＴＢ也能测量固体电解质某一构型相转变时动力学参数电导的活化能Ｅａ和相转变熵ΔｔｒｓＳｍ，这种测量方法具有快速，样品量少，数据分析简单易行等优点。     

甲基丙烯酸甲酯的阴离子聚合反应——(1)产物的核磁共振波谱

本工作用核磁共振研究了甲基丙烯酸甲酯住甲苯中以n-BuLi为引发剂的阴离子聚合反应产物的空间构型规整性。结果如下: 1.在聚合过程中,单体转化率增大,产物中全同中心单元的浓度增加。2.将合成的PMMA进行沉淀分级之后,不同的级分具有不同的构型规整度。特性粘数大的级分,全同中心单元含量亦大。3.我们设想在所研究的反应体系中存在三种活性中心,它们之间存在一定的络合平衡和相互转化关系,从而合理地解释了各种实验现象,例如分子量分布很平宽和具有双峰,以及产物的构型规整度在反应过程中的变化等等。4.反应温度降低,产物中全同结构增加,但其影响不如溶剂或单体转化率等因素的影响大。测得全同键接和间同键接的活化热焓差及活化熵差分别为:-0.75±0.05千卡和0.27±0.05熵单位。     

面心立方晶体热力学性质的非简谐效应

以氩晶体为例,讨论了非简谐振动对面心立方晶体的热膨胀系数、压缩系数、热容量以及状态方程等的影响,求得了格林爱森常数随温度变化的关系式,分析了定压热容量随压强变化的规律,所得结果与实验事实基本相符.     

表面系统的基本热力学性质

本文从热力学基本方程出发,对液体表面系统进行了深入研究,具体计算了该系统的自由能、熵、内能、焓、吉布斯函数和定面积热容量,并详细推导了它对应的麦氏关系。     

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.     

Configurational entropy and diffusivity of supercooled water

As a liquid approaches the glass transition, its properties are dominated by local potential minima in its energy landscape. The liquid experiences localized vibrations in the basins of attraction surrounding the minima, and rearranges via relatively infrequent inter-basin jumps. As a result, the liquid dynamics at low temperature are related to the system's exploration of its own configuration space. The 'thermodynamic approach' to the glass transition considers the reduction in configuration space explored as the system cools, and predicts that the configurational entropy (a measure of the number of local potential energy minima sampled by the liquid) is related to the diffusion constant. Here we report a stringent test of the thermodynamic approach for liquid water (a convenient system to study because of an anomalous pressure dependence in the diffusion constant). We calculate the configurational entropy at points spanning a large region of the temperature-density plane, using a model that reproduces the dynamical anomalies of liquid water. We find that the thermodynamic approach can be used to understand the characteristic dynamic anomalies, and that the diffusive dynamics are governed by the configurational entropy. Our results indicate that the thermodynamic approach might be extended to predict the dynamical behaviour of supercooled liquids in general.     

考虑热进口段时管内对流换热的熵产分析

利用热力学原理,在考虑热进口段时,分别就壁面热流恒定和壁面温度恒定两种情况,对管内对流换热进行了熵产分析。引入了熵产强度的概念,给出了对热进口段和充分发展段都适用的熵产强度计算式,讨论了由流阻引起的熵产强度和由温差引起的熵产强度及有关参数对总熵产强度的影响,并为换热器的优化设计提供理论依据。     

A thermodynamic connection to the fragility of glass-forming liquids

Although liquids normally crystallize on cooling, there are members of all liquid types (including molecular, ionic and metallic) that supercool and then solidify at their glass transition temperature, Tg. This continuous solidification process exhibits great diversity within each class of liquid-both in the steepness of the viscosity-temperature profile, and in the rate at which the excess entropy of the liquid over the crystalline phase changes as Tg is approached. However, the source of the diversity is unknown. The viscosity and associated relaxation time behaviour have been classified between 'strong' and 'fragile' extremes, using Tg as a scaling parameter, but attempts to correlate such kinetic properties with the thermodynamic behaviour have been controversial. Here we show that the kinetic fragility can be correlated with a scaled quantity representing excess entropy, using data over the entire fragility range and embracing liquids of all classes. The excess entropy used in our correlation contains both configurational and vibration-related contributions. In order to reconcile our correlation with existing theory and simulations, we propose that variations in the fragility of liquids originate in differences between their vibrational heat capacities, harmonic and anharmonic, which we interpret in terms of an energy landscape. The differences evidently relate to behaviour of low-energy modes near and below the boson peak.     

管槽内对流换热过程的热力学分析及性能评价

利用热力学第二定律对壁面温度恒定状态下的圆形流道、三角形流道和矩形流道内充分发展区层流对流换热过程进行了研究,得到了熵产数的一般表达式;定义了对流换热过程可用能损率,讨论了入口换热温差、流体温升和流动阻力对可用能损率的影响,并对几种典型流道内对流换热过程的热力学性能进行了比较;同时,从降低可用能损率的角度出发,得到了最小可用能损率所对应的最佳入口换热温差。     

基于材料透气性参数的食品真空冷却过程中温度分布的理论研究

分析了真空冷却过程中食品温度分布不均匀的原因。以各向同性的理想食品作为研究对象,通过引入食品材料透气性参数,将食品内部点的汽化转化为食品表面的汽化,推导出真空冷却过程中食品各部分温差的表达式。在此基础上,探讨了各相关参数对温度分布的影响。结果表明:食品的比热容、沸腾系数和密度影响温度下降的速度,但是对达到预定温度时的总温差没有影响;提高食品的透气性参数值和减小食品内部点到表面的最短距离,可以减小温差;可以通过调节真空室的压力变化,提高食品温度分布的均匀性。     

流体横掠顺排和错排方形微针肋阵列的流动传热和熵产分析

采用数值模拟的方法研究了流体横掠错排和顺排方形微针肋的流动、传热和熵产。结果发现,雷诺数Re≤50时顺排和错排微针肋阵的熵产接近,Re在50~100之间两者流动熵产和传热熵产的差距开始增加,Re≥100之后错排微针肋阵流动熵产远大于顺排微针肋阵,传热熵产小于顺排针肋。传热熵产数值大于流动熵产,总熵产趋势同传热熵产。以Re=100为例,详细分析发现错排针肋阵内速度场较顺排针肋阵均匀,产生的漩涡较小,温度场分布也较顺排针肋阵均匀。局部熵产分析发现错排针肋和顺排针肋传热熵产分布不同,流动熵产分布近似。     

换热管传热过程的熵产分析

基于热力学第一、二定律对换热管由管内到管外的传热过程进行了熵产分析,以管内流体为基准引入了无因次熵产数并得到其计算式;讨论了管内流体雷诺数、管内外流雷诺数比值、无因次入口换热温差及无因次特征尺寸等参数对换热管传热过程不可逆性能的影响。结果表明,存在一最佳的管内流体雷诺数使无因次熵产数最小;无因次熵产数值随管外与管内流体雷诺数的比值的增大而单调递增,随无因次入口换热温差和无因次特征尺寸的增大亦近似成线性增大。结果和方法对进一步完善基本对流换热过程的热力学评价具有一定的意义,同时为换热管双侧强化传热时性能的评价提供理论基础。     

单壁碳纳米管中受限水的热容及饱和含水量

单壁碳纳米管纳米级的管径使其成为一种准一维的容器．用示差扫描量热的方法对受限于单壁碳纳米管中水的热容进行研究,结果显示,受限水的热容．温度曲线在所测量的温度范围内并未出现熔融峰,并且相比于同温度下的本体水,单壁碳纳米管中受限水的热容有反常的降低．红外光谱显示,单壁碳纳米管内水的氢键强度相对本体水变弱．结合红外结果可知,受限水热容反常降低的现象是因为氢键强度的下降,导致构象对热容的贡献减少．通过对溢出部分水的焓值计算可知,单壁碳纳米管内受限水含量质量分数上限为16％．简化模型预测的单壁碳纳米管理论含水量比实际含水量质量分数高出2％左右．     

分子有效直径对费米气体热力学性质的影响

从内能的修正出发,推导了弱简并非理想费米气体的状态方程,并以此为基础,利用相关的热力学关系,推导了系统的热容量和熵等热力学参量,分析了分子有效直径对这些热力学参量的影响机制．结果发现：分子有效直径在一定值上会使内能和熵发生突变,而在该值两边,内能和熵的变化规律都不相同,分子有效直径对热容量几乎没有影响．