Уравнения состояния неполярных газов в экстремальных условиях (область высоких температур и давлений)

• Автор: Терещенко, Евгений Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Одесса
• Количество страниц: 128 c. : ил

1. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

ПЛОТНЫХ ГАЗОВ ПРИ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ

1.1 Обзор и анализ основных результатов экспериментального и теоретического исследования равновесных свойств плотных газов

1.2 Общая постановка задачи

2. УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ И РАДИАЛЬНАЯ ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЛЕННАРД-ДОНСОВСКОЙ СИСТЕМЫ
2.1 "Экспериментальные" исследования и вычислительные аспекты расчета термодинамических

свойств леннард-джонсовской системы

2.2 Определение асимптотического поведения уравнения состояния и радиальной функции распределения

при высоких температурах

2.3 Асимптотически корректная при высоких температурах модель уравнения состояния и радиальная функция распределения системы "мягких" сфер
2.4 Параметризация вклада притяжения и уравнение состояния и радиальная функция распределения леннард-джонсовской системы
3. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ВОЗМУЩЕНИИ И СТРУКТУРНОЕ
ПОДОБИЕ
3.1 Метод термодинамической теории возмущений

3.2 Проблема межчастичного взаимодействия
3.3 Применение концепции эффективного потенциала (псевдопотенциала) к расчету равновесных
свойств плотных газов. Структурное подобие
4. УРАВНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
НЕПОЛЯРНЫХ ГАЗОВ И ВОДЫ
4.1 Определение параметров эффективного потенциала
в области высоких температур
4.2 Определение параметров эффективного потенциала
в области умеренных температур
4.3 Проверка надежности полученных уравнений состояния: расчет констант равновесия геохимических реакций и основных характеристик динамического эксперимента при высоких давлениях
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВВДЕНИЕ
Уравнение состояния - важнейшая характеристика вещества, позволяющая моделировать сложные физические процессы, изучение которых экспериментальными методами затруднено или невозможно. В частности, это относится к области экстремальных условий (температуры выше 1000 К и давления более I ГПа), интерес к которой связан с проблемами физики горения и взрыва, геохимии и технологии высоких давлений. Отсутствие надежных уравнений состояния продуктов детонации, флюидной фазы земных недр, компонентов атмосфер тяжелых планет и т.д. делает актуальной задачу данного исследования.
Наиболее надежным методом получения уравнений состояния газов и жидкостей в настоящее время является аппроксимация термодинамической поверхности, полученной экспериментальными методами исследования. Однако именно в области высоких давлений этот метод недостаточно надежен, а при высоких температурах неприменим, т.к. специфика экспериментальных исследований в этой области не позволяет определить термодинамические свойства независимо от уравнения состояния.
Поэтому цель настоящей работы состоит в разработке общего метода построения неэмпирических уравнений состояния плотных газов, для чего было необходимо:
- получить уравнение состояния и радиальную функцию распределения леннард-джонсовской системы в аналитическом виде;
- разработать метод перехода от свойств модельной системы к свойствам систем с реальным взаимодействием;
- на основе разработанного метода получить аналитические уравнения состояния неполярных газов в экстремальных условиях;

(2.83)
для параметризации которых Верле [48 ] предложил использовать дробно-рациональные функции. Поправка, учитывающая (2.5)
е ^Ссоь^(^-сІ)-5^|л(К«-сі) (2.85)
мала и может быть опущена. Повышение точности уравнения состояния системы "мягких" сфер и расширение относительно [48*] интервала температур потребовали от нас разработки более точного представления для поправки на притяжение:
4 + къоТ)», + Аб< Ч* ч- (2.86)
* ~ 1 + к5гпг« + Абч^* •* Абз4]»
^42. А ■+ Або°1'« ■+ •+ Абч.4!«* ^2 87)
4 -+ А« Аьч °1(л + Аб^ у]*
Однако из-за того, что при высоких температурах интервал интегрирования существенно расширяется, коэффициенты разложения были нами переопределены с целью улучшения описания. Окончательно:
м И _ О*о +
^ " Л-г * (И-2)(И-3) (и-г) (И-3)(м'4)
_ - (4*. У + (2.88)
V а«./ 1_ ( и -3} V а1„ I
0,5о/г' - ы,
(VI-4) V с!»» ' £(г>-5) <Х*/' ■*
или суммируя коэффициенты при одинаковых степенях , имеем:
М _ мб *42 Гс + * *£. + _
Зг - ог ч 0г = а*/ ^ ч * 42. ач 2ч
- <С*( ^ + ТО * "5^Го ) *
И Ы’- ^ + -
+ Т *• ° з м. 60 '