链状硬球流体状态方程的研究

在Ｗｅｒｔｈｅｉｍ热力学微扰理论的基础上，得到了链状硬球流体的状态方程。用它计算不同链长（最长的硬球数为２０１）的链状硬球流体的压缩因子，结果与计算机模拟数据符合。此外，将本文与计算机模拟数据的偏差和其它四个方程（ＴＰＴ１、ＳＰＴ、ＰＹ－ＣＳ和ＧＦ－Ｄ）的计算偏差相比较，结果表明对于长链分子流体，以本状态方程的计算结果最好。     

用状态方程计算熔融态金属及其合金的密度

针对液体金属的特点,将变阱宽方阱链流体状态方程进行了简化。在将金属视为球状分子的前提下,简化后的状态方程包含3个分子参数:硬球直径、方阱阱深和对比阱宽。方程中硬球直径参数可直接采用金属原子本身的直径替代,方阱阱深和对比阱宽则可通过液态金属密度的实验数据回归得到。建立的两参数状态方程已被应用于包括熔融态碱金属、碱土金属、过渡金属等液态金属及其合金的密度计算中。结果表明,在较大的温度范围内,用简化的状态方程关联16种液态金属的密度,总的平均偏差为0.16%,结果令人满意,该方程还能预测高压下的密度。采用与温度无关的可调参数后,该方程能进一步计算合金在不同温度、压力和组成下的密度。     

一个简化的方阱流体状态方程式

本文在统计力学的基础上建立了一简化的方阱流体状态方程式。推导时,方阱位能函数处理为硬球位能函数与一短程均匀负势的迭加,方阱流体的径向分布函数则用相应的硬球数值近似替代。用方阱流体的分子动力学数据检验表明,本方程可与一级微扰理论相比拟,但更为简单与灵活。本方程为进一步研究真实流体状态方程式提供了合理与可靠的基础。     

共聚硬球链流体及其混合物的状态方程

将前文导得的均聚硬球链流体的分子热力学模型推广应用到共聚硬球链及其混合流体，用本模型预测的纯共聚硬球链流体和均聚硬球链流体混合物的压缩因子与计算机模拟结果比较，两者能很好地相互吻合，为进一步构筑实际高分子溶液和共混物的分子热力模型打下了良好的基础。     

流体非线性声学参量B／A的分子热力学研究

提出了流体非线性声学参量Ｂ／Ａ的体积模量表述，主意服Ｂ／Ａ是流体体积模量的函数，研究了理想气体，硬球液体Ｂ／Ａ的性质，得到硬球体系液体的Ｂ／Ａ表达式。为用热力学，分子热力学方法计算流体的Ｂ／Ａ提供了理论依据。     

基于方阱模型计算液体的导热率

为了满足工程上对液体导热率的要求,在方阱模型基础上提出了计算液体导热率的方程。所得的导热率计算方程包括分子平动贡献项和分子内部能量贡献项。为了计算方便,根据分子模拟数据提出了计算中所需的方阱流体的径向分布函数的关联式。物质的能量参数由其临界温度估算,而硬壳体积则由基团贡献法获得。考虑到实际液体有别于方阱流体,在实际液体导热率计算中引入了一个与密度有关的校正参数。使用该文提出的方法,对液体氩及10种液态烃类物质的导热率进行了计算,其计算的平均相对误差小于5.3%。     

偶极硬球流体第二维里系数的计算

在《热力学与统计物理》中,往往涉及到原子流体的维里系数的计算.作为研究偶极流体相行为的一个补充,同时为了加强学生对理论推导能力的训练,研究了偶极硬球流体的第二维里系数.首先把偶极硬球流体粒子间的各向异性势能写成旋转不变的形式,进而把相应的玻尔兹曼因子作泰勒展开,代入第二维里系数的公式中进行逐项积分计算,最后得到了偶极硬球流体第二维里系数的解析表达式.     

流体非线性声学参量B／A的分子热力学研究

提出流体非线性声学参量Ｂ／Ａ的体积模量表述，证明了Ｂ／Ａ是流体体积模量的函数，研究了理想气体、硬球液体Ｂ／Ａ的性质，得到硬球体系液体的Ｂ／Ａ表达式．为用热力学、分子热力学方法计算流体的Ｂ／Ａ提供了理论依据     

用状态方程模拟氨基酸水溶液的热力学性质

将变阱宽方阱链流体状态方程(SWCF-VR)应用到氨基酸水溶液系统热力学性质计算中,结合氨基酸水溶液的密度得到了17种氨基酸分子的模型参数。纯粹根据氨基酸和水分子的模型参数,SWCF-VR方程能预测17种氨基酸水溶液在不同温度和组成下的密度,总的平均相对偏差为0.43%,结果令人满意。如引入与温度相关的可调参数,该方程能高精度关联氨基酸水溶液的密度,总的平均相对偏差仅为0.012%。通过所获得的可调参数,SWCF-VR方程能预测所选氨基酸在水中的溶解度。     

新型硬球状态方程的研究

作者基于硬球模型,重新研究了virial形式的高阶理论状态方程,并给出了新的Pade形式表达式.计算结果表明,当比体积V/V0一定时,状态方程表达式中Pade形式的级数长度与压缩因子的计算精度不成正比.在给定范围内与分子动力学的计算结果吻合得很好,在V/V0=1.50时的计算误差仅为0.12%;而已有文献报道类似的比较结果其误差高达0.56%,这就说明利用新型状态方程在理论计算和工程热力学应用等方面,具有更大的实用价值.     

氮气的高温热力学性质研究

考虑氮分子振动与转动的相互作用和振动的非谐性,采用振动转子和非谐振子模型近似,结合氮分子精确的光谱常数,建立了准确的配分函数表达式及相关的热力学函数式.在100～6000 K范围内,首次系统研究了氮分子的平动、振动和转动分别对摩尔内能、相对摩尔焓、等压摩尔热容、标准摩尔熵及标准摩尔吉布斯自由能的贡献.结果与实验和理论符合很好,表明在100～6000 K范围内计算的氮气的各热力学参数是准确可信的,同时也提供了一种准确计算热力学参数的方法.     

表面活性剂表(界)面吸附状态方程

评价了表面活性剂表(界)面吸附单分子层状态方程的热力学理论,分析了单分子层中表面活性剂基团之间的相互作用(亲水基之间的相互排斥,疏水基之间的相互吸引)和表(界)面下方基底液中无机盐的存在对单分子吸附层状态的影响,提出了一个新的关于表面活性剂表(界)面吸附单分子层的一般表面状态方程。结果与文献报道一致。     

信息论与热力学函数

介绍了信息论的有关概念和最大信息量公式,阐明了“不确定性”Ｕ是一种状态函数,它与热力学的状态函数相当,并导出了维纳（Ｎ．Ｗｉｅｎｅｒ）关于信息量是负熵变的公式,由此得到熵函数的信息论表达式：Ｓ＝－ｋｎｉ＝１ＰｉｌｎＰｉ．从上式出发,用信息论的方法导出了统计熵的公式（正则系综）：Ｓ＝ｋＴｌｎΦＴＶ＋ｋｌｎΦ．该式和统计热力学方法导出的Ｓ公式完全一致．并进一步导出了体系的自由能Ｇ、焓函数Ｈ、功函Ａ、内能ｕ等热力学函数的配分函数表达式．表明可以用信息论的方法和原理来讨论化学热力学的问题,从而阐明了现代科学技术的综合化发展的趋势．     

线性磁场下高阶反铁磁链的孤子研究

基于一维反铁磁链的双格子模型，采用相干态方法，分析了在线性外磁场作用下，将反铁磁的哈密顿量的准至算符扩展到6次项时对一维反铁磁链的孤子所产生的影响. 推导出非线性方程，采用扩展行波法,得到非线性方程的解和孤子的相关特性. 结果表明:外磁场的引入会影响孤子的运动状态，改变其能量，而将哈密顿量准至算符扩展到6次项则会对孤子的稳定性、宽度、峰值产生显著的影响.     

用3种参数分析关于有选择性的化学反应的溶剂效应

根据Curtin-Hammett原理, 反应产物的选择性与迁移状态的自由能稳定性的不同或者是决定选择性阶段的结构有关，因此溶剂分子对酶反应的影响可以认为是由于其在迁移状态时引起了酶的构型的改变.由于酶与溶剂的相互作用（例如静电力、氢键、粘结压力和疏水作用等）会引起酶蛋白质的构型改变，所以文章从溶剂极性、粘结压力、疏水性3个方面选出了3种参数来描述溶剂效应，分别是表示溶剂极性的介电常数的柯克伍德参数［(-1)/(2+1)］、表示溶剂粘结压力的溶度常数的平方，和表示溶剂的疏水作用的分配系数log P.通过3参数线性回归法，得出了经验式ln =a［(-1)/(2+1)］+b2+clog P+d，这里表示产物间的比值.这个经验公式被应用到了一些关于有选择性的酶催化反应和有机化学反应中，得到了相关系数高达0925～0998线性拟和.因此，该经验式可以成为研究有选择性的非极性有机反应和酶催化反应的溶剂效应的有效工具.     

逆流冷却塔的热工性能评定及预测

作者通过对运行塔测试数据的观察和理论分析,认为除气水比外,进水温度和湿球温度的影响不容忽视,并归纳为水的温态比的影响,从而建立塔的热工特性方程。由此可求得运行塔在设计工况下所具有的交换数,与该工况所需交换数相比较即可评定塔的热工性能。也可用来预测各运行工况下塔的排热量。由于仅考虑气水比影响的塔(填料)热工特性方程的求解值偏大,作者建议在试验塔测试台上整理热工特性方程时,应考虑水温态比的影响,使藉此设计的塔具有足够的填料容积,保证有良好的热工性能。     

从一维半无限高方势阱的能级过渡到一维无限深方势阱的能级

本文先从定态薛定谔方程求解出一维无限深方势阱的能级公式，再从一维半无限高方势阱的能级图解图导出一维无限深方势阱的能级公式，说明一维无限深方势阱的能级确实是一维半无限高方势阱的能级在特定条件下的极限，最还对一维半无限高方势阱的能级数目进行了讨论，给出了相应的判别公式。     

激发态的最速逼近微扰理论

本文将文献［１］提出的应用于量子体系基态的最速逼近微扰理论（ＳＡＰＴ）推广到了激发态。本文证明，只要保持激发态尝试波函数正交于对称性相同的激发态或基态波函数，就能避免计算过程的变分坍陷，并通过逐步迭代（逐一计入其他各态的贡献）计算逼近体系精确的激发态能量和相应的波函数，且不存在瑞利－薛定谔微扰理论（ＲＳＰＴ）的无穷求和和最陡下降微扰理论（ＳＤＰＴ）需计算哈密顿量二次和三次方矩阵元的困难。本文的方法可用于求精确的激发态能量和波函数。     

熵表象中涨落的热力学方法

研究了熵表象中涨落的热力学方法,与能量表象中涨落的热力学方法相类似,应用它可使热力学量的涨落从热力学基本方程直接得到,这样,能量的涨落也可由热力学基本方程直接求出,所以,本文的结果是涨落热力学方法能量表象的一个重要补充。