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三个考虑热效应的固体物态方程

田荣刚  
【摘要】: 物态方程(Equation of State)是描述处于热力学平衡状态的物质系统中各状态变量之间关系的一个函数表达式,用来表达在一定热力学条件下物质的性状。对它的研究是物理学中的一个基础课题和重要内容。对固体物态方程的研究是生产、军事国防和其它学科发展的需要,是固体材料在现实生产、生活中能被广泛应用的基础。固体物态方程的研究在热力学、统计物理学、凝聚态物理、原子与分子物理、地球物理、天体物理、化学物理等基础学科中是不可缺少的,同时在材料科学、能源工程、爆炸力学、武器物理、宇宙技术等应用科学中也具有重要的应用价值。 本文论述了物态方程的基本理论及固体的有关力学和热力学性质,研究分析了一些具有实用价值的半经验、半理论的唯象固体态方程。本文推导了考虑热效应的Baonza,mGLJ和Morse固体物态方程。在对实验数据进行分析的基础上,提出了一种通过参考温度下热力学参数计算零温零压下热力学参数的方法。将这一新的计算方法应用于一些典型固体中并将理论计算结果和实验数据进行比较、分析和讨论。 本论文的引言部分概括了本文的选题依据、研究意义和国内外发展动态。 第二章主要概述了物态方程的基本概念、发展简史、典型应用及目前研究物态方程的常用方法。由于本论文着重是谈固态物质的物态方程,所以在本章也介绍了固体的有关性质—固体的完全物态方程,固体的多项式物态方程和其中的冷能、冷压及与晶格和电子热振动紧密联系的热能、热压。 第三章对固体物态方程进行了分类,并重点介绍了固体等温态方程、固体等压态方程和固体高温高压态方程。 第四章推导了考虑热效应的修正Baonza、mGLJ和Morse固体物态方程。在对实验数据进行分析的基础上,提出了一种通过参考温度下热力学参数计算零温零压下热力学参数的方法。在第五章中将这一新的计算方法应用于对金属锆的研究当中并将理论计算结果和实验数据进行验证、分析和讨论,结果可以发现改进后的方程比以前的好。最后对本文进行了总结。


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