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西北大学学报（自然科学版） 1995年第2期25卷 109-115页

作者：王小芳张国鼎西北大学化学系

用熵判据判别变化的方向和限度时，系统必须是隔离的，否则，还应考虑环境的熵变，这是极不方便的。利用亥姆霍兹自由能或吉布斯自由能判据，就无需再考虑环境了。本文采用的推导方法可清楚地看到它们的确与环境是无关的。

关键词：亥姆霍兹自由能吉布斯自由能自由能熵

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基于亥姆霍兹自由能的实际气体状态方程

化工装备技术 2022年第4期43卷 21-25页

作者：齐超刘拓易满满西安航天动力研究所西安市710100 西安航天远征流体控制股份有限公司西安市710100 北京电子工程总体研究所

气体状态方程是表征气体温度、压力、密度等关系的函数,通过两个独立参数可以计算其余的物性参数。气体状态方程是石油、化工、航空航天等工业相关系统设计的重要基础。以氮气为介质,介绍了理想气体状态方程和实际气体状态方程,包括范... 详细信息

气体状态方程是表征气体温度、压力、密度等关系的函数,通过两个独立参数可以计算其余的物性参数。气体状态方程是石油、化工、航空航天等工业相关系统设计的重要基础。以氮气为介质,介绍了理想气体状态方程和实际气体状态方程,包括范德瓦尔斯方程、Redlich-Kwong方程以及基于亥姆霍兹自由能的Span方程。以美国国家标准与技术研究院(NIST)的氮气物性数据为标准,对上述几种状态方程进行了比较,结果表明Span方程的计算结果和标准值吻合最好,平均偏差为0.11%,远小于理想气体状态方程和立方型气体状态方程。因此在相关系统设计时推荐使用基于亥姆霍兹自由能的Span状态方程。

关键词：气体状态方程亥姆霍兹自由能氮气计算精度

环保混合工质R290+R1234ze(E)/R1234yf的亥姆霍兹模型

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工程热物理学报 2019年第4期40卷 737-743页

作者：钟权董学强张海洋李会亚赵延兴沈俊公茂琼航天低温推进剂技术国家重点实验室中国科学院理化技术研究所北京100190 中国科学院大学北京100049

本文建立了R290+R1234ze(E)和R290+R1234yf两种混合物的亥姆霍兹型状态方程,混合物的亥姆霍兹自由能α包括理想气体混合物自由能α_0和考虑实际流体混合行为的剩余自由能α_r两部分,表示为温度、摩尔体积和组分的函数,其中,理想部分α_... 详细信息

本文建立了R290+R1234ze(E)和R290+R1234yf两种混合物的亥姆霍兹型状态方程,混合物的亥姆霍兹自由能α包括理想气体混合物自由能α_0和考虑实际流体混合行为的剩余自由能α_r两部分,表示为温度、摩尔体积和组分的函数,其中,理想部分α_0由相关纯质的最精确的状态方程推导,剩余部分α_r通过混合物的相平衡、气相密度和饱和液密度实验数据拟合得到。本文采用11种混合规则进行了回归计算,分别建立了两种混合物的最优亥姆霍兹型状态方程,拟合数据的平均绝对相对压力偏差均在0.5%以内,平均绝对相对密度偏差均在0.3%以内。

关键词：状态方程亥姆霍兹自由能 R290 R1234ze(E) R1234yf

液态CO_2爆破系统相变过程的热力学特性研究

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爆破 2018年第4期35卷 108-115页

作者：郭勇柯波吴明任高峰中铁十四局集团第二工程有限公司泰安271000 武汉理工大学资源与环境工程学院武汉430070 矿物资源加工与环境湖北省重点实验室武汉430070 广东省中山市公安局治安支队中山428400

为了研究液态CO_2爆破过程的热力学特性,进行了液态CO_2爆破系统管内压力测试实验,得到了液态CO_2爆破系统爆破管内压力与时间关系曲线,结合Span&Wagner CO_2状态方程,获得爆破管内温度、等容比热容、内能、熵和亥姆霍兹自由能热力学特... 详细信息

为了研究液态CO_2爆破过程的热力学特性,进行了液态CO_2爆破系统管内压力测试实验,得到了液态CO_2爆破系统爆破管内压力与时间关系曲线,结合Span&Wagner CO_2状态方程,获得爆破管内温度、等容比热容、内能、熵和亥姆霍兹自由能热力学特性。结果表明:爆破管内CO_2温度上升速率随着密度的减少而增大,初始温度越高,汽化过程中温度上升速度越快。温度曲线先呈现上凹的指数曲线变化,随后以线性方式直线快速上升,然后再逐渐减缓。压力、内能、熵和亥姆霍兹自由能曲线与温度曲线具有相同的变化规律,并随着温度增大而呈现线性增大。密度对等容比热容曲线影响很大,密度越小,等容比热容在临界温度点出现峰值越大,等容比热容的变化规律决定了温度曲线上升速度的快慢。结合爆炸热力学理论和Span&Wagner状态方程给出了液态CO_2爆破试验爆炸能量的计算方法。

关键词：非炸药爆破 CO2爆破亥姆霍兹自由能爆炸能量

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基于流量分配优化的天然气管网模拟计算方法

石油机械 2023年第7期51卷 146-155页

作者：林敏中国石油化工股份有限公司天然气榆济管道分公司

天然气的组成和发热量的精确获取是实施能量计量的基础。为获取未安装在线测量设备的计量站的天然气组成和发热量数据,采用GERG-2008方程作为状态方程,将能量守恒方程与无量纲亥姆霍兹自由能及其偏导数相耦合,结合组分输运方程,提出了... 详细信息

天然气的组成和发热量的精确获取是实施能量计量的基础。为获取未安装在线测量设备的计量站的天然气组成和发热量数据,采用GERG-2008方程作为状态方程,将能量守恒方程与无量纲亥姆霍兹自由能及其偏导数相耦合,结合组分输运方程,提出了一种基于实际计量数据的自适应流量分配方法;通过构建加点Kriging代理模型简化计算过程,使用NSGA-Ⅱ遗传算法进行求解;采用交错网格进行混合气体组分计算,并对天然气的发热量进行计算。经工程实际验证:温度、压力及流量的最大误差(差值)分别为0.26 K、0.19%、0.33%;天然气组分混合计算中,甲烷的最大计算误差为0.178%,乙烷的最大误差为0.689%,丙烷的最大误差为0.732%,其余组分误差均在1%以下;高位和低位体积发热量最大偏差分别为0.305%和0.313%,计算结果均满足GB/T 18603—2014中A级计量站计量误差要求。所得结果可为天然气的能量计量提供帮助,节约设备投资和计量站改造费用。

关键词： GERG-2008 气质跟踪发热量亥姆霍兹自由能流量分配能量计量

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基于范德华状态方程的复杂流体流动SPH算法

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基于范德华状态方程的复杂流体流动SPH算法

作者：梁广兵贵州大学

学位级别：硕士

多相多组分的相平衡计算是油气藏数值模拟和岩浆流模拟研究中的重要问题之一,针对其设计合理有效的算法具有重要的意义。光滑粒子动力学方法(smoothed particle hydrodynamics,SPH)因其无网格特性以及粒子携带物理信息与其一起运动,有... 详细信息

多相多组分的相平衡计算是油气藏数值模拟和岩浆流模拟研究中的重要问题之一,针对其设计合理有效的算法具有重要的意义。光滑粒子动力学方法(smoothed particle hydrodynamics,SPH)因其无网格特性以及粒子携带物理信息与其一起运动,有利于处理这类相平衡问题。本文采用光滑粒子动力学方法和梯度下降法,对气液两相相平衡问题进行数值模拟。本文首先从相场中的双阱势函数推导气液两相密度方程,同时对相场中的能量泛函进行修正,得到新的能量方程,建立起一个描述气液两相平衡的数学模型,并从理论上对该能量模型进行了讨论和分析。针对该模型,基于SPH方法的特点,推导了能量方程的求解格式以及密度和密度梯度的求解格式,结合梯度下降法进行了数值模拟,检验了所建立模型和数值方法的可行性以及有效性。在双阱势函数能量模型的基础上,考虑了范德华流体的相平衡问题。范德华状态方程比双阱模型能更准确地描述相平衡行为,并且相比于Peng-Robinson状态方程形式简单而被广泛用于相平衡行为的理论分析。对双阱势能量模型进行修正,得到一个在文献中广泛应用的亥姆霍兹自由能泛函,其中亥姆霍兹自由能密度由两部分组成,一是体相部分,由范德华状态方程推导;二是摩尔密度梯度的贡献。本文考虑真实物系甲烷,同时对能量泛函中的一些参数进行推导,对亥姆霍兹自由能密度体相部分进行了改进。最后,设计了几个算例,计算了数值相对误差,检验了所建立模型和SPH方法和梯度下降法的可靠性和有效性。本文的研究,为以后拓展该粒子方法到基于更为复杂的Peng-Robinson状态方程相平衡问题以及组分流模拟也有一定程度上的帮助。

关键词：光滑粒子动力学方法(SPH) 范德华状态方程双阱势函数梯度下降法亥姆霍兹自由能相平衡

Thermodynamic Perturbation Theory for Solid-Liquid Phase Transition of Lennard-Jones Model

同方学位论文库评论

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Communications in Theoretical Physics 2004年第2X期42卷 285-289页

作者： ZHOUShi-Qi ZHANGXiao-Qi ResearchInstituteofModernStatisticalMechanics ZhuzhouInstituteofTechnologyZhuzhou412008China

Both a free volume approach for Helmholtz free energy and a theoretically-based fitted formula for radial distribution function (rdf) of hard sphere solid are employed to describe the Helmholtz free energy of Lennard-Jones solid in the framework of the first order thermodynamic perturbation theory, which also is employed for the uniform LennardJones fluid. The dividing of the Lennard-Jones potential follows from the WCA prescription, but the specification of the equivalent hard sphere diameter is determined by a simple iteration procedure devised originally for liquid state, but extended to solid state in the present study. Two hundred sheiks are used in the rdf to get an accurate perturbation *** present approach is very accurate for the description of excess Helmholtz free energy of LJ solid, but shows some deviation from the simulation for excess Helmholtz free energy of uniform LJ fluid when the reduced temperature kT/ε is higher then 5. The present approach is satisfactory for description of solid-liquid phase transition of the Lennard-Jones model.

关键词：热力学微扰理论固态-液态转变亥姆霍兹自由能 Lennard-Jones模型

稀溶液正则系综的计算机模拟——核酸硷基腺嘌呤溶液的热力学量的蒙特卡罗计算

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分子科学学报 1981年第2期 35-42页

作者：江寿平乐树云中国科学院上海生物化学研究所

本文根据正则系综(T,V,N)的统计力学的蒙特卡罗方法,提出了在溶剂化过程中由于溶质分子和溶剂分子相互作用而引起正则系综中亥姆霍兹自由能(功函)A 变化的理论计算。并通过改进的分子间相互作用势,对核酸硷基腺嘌呤稀溶液进行蒙特卡罗... 详细信息

本文根据正则系综(T,V,N)的统计力学的蒙特卡罗方法,提出了在溶剂化过程中由于溶质分子和溶剂分子相互作用而引起正则系综中亥姆霍兹自由能(功函)A 变化的理论计算。并通过改进的分子间相互作用势,对核酸硷基腺嘌呤稀溶液进行蒙特卡罗模拟处理,求得在溶剂化过程中由于腺嘌呤分子与水分子相互作用而引起亥姆霍兹自由能(功函)、热焓、内能和构型熵的变化,以及包括溶剂分子间(水分子间)、溶质分子、溶剂分子之间相互作用总能量的正则平均。

关键词：正则系综力学量平均亥姆霍兹自由能计算机模拟计算机仿真溶剂分子稀溶液腺嘌呤核酸碱基核酸

拉普拉斯方程普遍形式及球面液体表面张力定义

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内蒙古师大学报(自然科学版) 1986年第4期 71-77页

作者：海宗祥

前言自从一八○五年英国物理学家托玛斯·扬(Thomas Yovng 1773～1829)第一次明确提出了表面张力之后,在近两个世纪的漫长岁月中,许多科学家研究了表面张力问题。表面张力在物理学中是一个很特殊的问题。当前有关表面张力的研究是多方... 详细信息

前言自从一八○五年英国物理学家托玛斯·扬(Thomas Yovng 1773～1829)第一次明确提出了表面张力之后,在近两个世纪的漫长岁月中,许多科学家研究了表面张力问题。表面张力在物理学中是一个很特殊的问题。当前有关表面张力的研究是多方面的,对其中的许多研究情况.很多人包括很多物理学家并不了解。研究内容有高度专门化问题,也有和日常

关键词：拉普拉斯方程亥姆霍兹自由能英国物理学家玛斯齐次函数分子数空穴理论吉布斯可逆过程欧勒

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关于化学反应限度的讨论

内江师范学院学报 1995年第4期10卷 25-32页

作者：曾平内江师专化学系

本文通过确定不同化学反应系统吉布斯自由能与反应进展度关系曲线存在着极小点,说明化学反应具有一定的限度。

关键词：反应限度亥姆霍兹自由能吉布斯自由能理想气体物质的量反应进度极小点反应系统化学势极小值