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。     

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。     

由一例物化习题引出的热溶性质的讨论

热力学体系的量按它们与物质量的关系区分为广度量（容量性质）和强度量（强度性质）两大类,它们是贯穿于化学热力学的两个基本概念,众所周知,体积、内能、焓１、熵等是广度量、温度、压力等是强度量,功和热则既不是广度量也不是强度量。热容是物质的一个基本热力学量,是物理化学教学中的一个难点和重点,那么热容是否为状态函数,是广度量还是强度量,国内外教材对此问题看法不一。本由一例物化习题引出,对这个问题进行粗浅     

由一例物化习题引出的热容性质的讨论

热力学体系的量按它们与物质量的关系区分为广度量（容量性质）和强度量（强度性质）两大类,它们是贯穿于化学热力学的两个基本概念。众所周知,体积、内能、焓、熵等是广度量、温度、压力等是强度量,功和热则既不是广度量也不是强度量。热容是物质的一个基本热力学量,是物理化学教学中的一个难点和重点,那么热容是否为状态函数,是广度量还是强度量,国内外教材对此问题看法不一。本文由一例物化习题引出,对这个问题进行粗浅的讨论。     

N-(4-氨基苯基)马来酰亚胺分子结构、光谱和热力学性质的理论研究

N-(4-氨基苯基)马来酰亚胺是一种新合成的NPMI类化合物,在B3LYP/6-311+G*水平对N-(4-氨基苯基)马来酰亚胺分子进行几何结构优化和频率、热力学性质计算,得到它的红外光谱、拉曼光谱和不同温度下的热力学性质.结果显示,该分子中氨基(—NH2)上的N与六元环成177.7°的二面角,五元环和六元环两个平面成90.0°的垂直构型,整个分子结构不具有对称性;热容、熵、焓等热力学性质与温度之间存在着很好的函数关系式.     

统计热力学计算程序

该程序包括15个子程序,分别计算平动配分函数 Q_t、转动配分函数 Q_r、振动配分函数 Q_v、平动能 E_t 转动能 E_r、振动能 E_v、转动特征温度_r、振动特征温度_v、热力学函数如内能 U、焓 H、熵 S、功函 F、自由焓 C、热容 C_v 和化学平衡常数.     

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…     

乙醇汽油体系热力学性质的研究

用低温绝热量热计测量了国产93#无铅汽油和乙醇混合体系(10wt％乙醇 90wt汽油)在78～320K温区的热容．用最小二乘法拟合了热容与温度的函数关系．由热容随温度的变化曲线可知,混合体系在93.17K发生玻璃化转变;在150．86K发生固-液相变,分别计算了相变过程中的焓变和熵变．计算了以298．15K为基准的该混合体系的热力学函数。     

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．     

重铬酸钾水溶液低温热容的研究

用低温绝热量热法精密测定了重铬酸钾水溶液在 80～ 3 70 K温区的摩尔热容 Cp,m、凝固点、摩尔熔化焓和熔化熵 .T≤ 2 65 K体系为固相 ,Cp ,m与 T成线形关系 ;2 65 K相似文献   

基于Soave-Redlich-Kwong气体物态方程的CH_4焓、熵图数值计算及关联应用程序开发

运用Soave-Redlich-Kwong真实气体物态方程(SRK方程),结合状态函数焓和熵的全微分形式,使用Mathematica软件以数值方法计算得到了CH_4(甲烷)气体的焓图和熵图.基于Mathematica软件具有的交互性和即时计算功能,借助零压强条件下的CH_4气体热容量测量数据,开发出CH_4在2个任意热力学状态间的焓差和熵差即时计算及查询程序.考虑到真实气体物态方程的误差,参考实验测量得到的焓、熵图数据,在程序中加入线性修正代码,对理论计算值进行修正.经过对随机生成的热力学状态间焓、熵差的程序计算值与实验值进行比较,发现所开发程序具有较好的准确度.     

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。     

预测似球型分子—正烷烃二元物系过量热容的数学模型

本文利用经典热力学理论，以分子取向次序的“焓—熵互补性”经验认识为基础，推导出一个新的计算过量热容的数学模型，并用十五个似球型分子—正烷烃二元物系的热力学数据对此模型进行检验；同时与Ｆｌｏｒｙ理论、Ｅ．Ｌｉｅｂｅｒｍａｎｎ模型进行比较．结果发现，本文模型能够很好地预测过量热容，并且优于上述二种模型。     

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.     

立方体纳米Cu2O规定热力学函数的粒度效应研究

纳米材料的规定热力学函数是纳米材料本征性质,而粒径是其规定热力学函数值的重要影响因素之一.因此研究纳米材料的规定热力学函数的粒度效应对于指导预测纳米材料的规定热力学函数具有重要的科学意义.采用液相法合成了4种粒度在40～120 nm的立方体纳米Cu2O作为模型材料.利用原位微热量技术获取了Cu2O与HNO3反应过程的热力学参数,结合热化学循环热动力学原理及过渡态理论,计算得到不同粒径的纳米Cu2O的规定热力学函数,并讨论了粒度对标准摩尔生成焓、标准摩尔熵和标准摩尔生成吉布斯能的影响.结果表明：随着粒径的减小,标准摩尔生成吉布斯自由能、标准摩尔生成焓和标准摩尔熵均增大.     

PuCO气态分子的结构与热力学稳定性研究

根据原子分子反应静力学和群论,确定PuCO的基电子状态为(7A)″。在相对论有效原子实势近似下,应用基函数6-311G4和密度泛函理论B3LYP方法,全电子计算了钚化物的能量E、定容热容Cv和熵S。应用电子振动近似理论,即用单个分子PuCO中的电子和振动能量和熵近似代表它们处于固态时的能量和熵.计算所得到的PuCO气态分子的结构与不同温度下的热力学函数。根据热力学原理,计算得到PuCO气态分子在不同温度下的标准生成自由能变均为较大正值,据此说明,PuCO气态分子不具有热力学稳定性。     

带整体单极子黑洞背景下纠缠熵的相变

在带整体单极子黑洞背景下,研究了热力学熵和纠缠熵的相变.结果表明,在熵-温度平面,热力学熵与纠缠熵具有完全类似的相结构.当黑洞电荷很小时,相变是一阶相变;当电荷增大到临界电荷时,相变是二阶相变.对于热力学熵和纠缠熵的一阶相变,发现麦克斯韦的等面积法则始终成立,对于热力学熵和纠缠熵的二阶相变,得到了相变点附近热容的临界指数,这一值和平均场论得到的值近似相等.     

PuCO气态分子的结构与热力学稳定性研究

根据原子分子反应静力学和群论,确定PuCO的基电子状态为((X)7A").在相对论有效原子实势近似下,应用基函数6-311G*和密度泛函理论B3LYP方法,全电子计算了钚化物的能量E、定容热容CV和熵S.应用电子振动近似理论,即用单个分子PuCO中的电子和振动能量和熵近似代表它们处于固态时的能量和熵.计算所得到的PuCO气态分子的结构与不同温度下的热力学函数.根据热力学原理,计算得到PuCO气态分子在不同温度下的标准生成自由能变均为较大正值,据此说明,uCO气态分子不具有热力学稳定性.     

马来酰亚胺的结构与振动光谱和热力学性质的密度泛函理论研究

用密度泛函理论Ｂ３ＬＹＰ／６－３１Ｇ方法,通过能量梯度全优化计算,求得马来酰亚胺的分子几何构型和电子结构,按全优化几何构型进行简正振动频率分析,并用校正后的频率计算了２００－６００Ｋ温度范围的标准热力学函数：熵,焓和热容。对上述计算结果进行了讨论,并与结构相似的丁二酰亚胺的计算结果进行了比较。     

熵的相对标准法问题研究

根据热力学第三定律和统计热力学，运用“相对标准法”对单质和化合物的熵的相对标准进行了讨论，并指出熵与焓的相对标准状态不同，应该统一起来，以满足热力学函数定义式；G＝H－TS。