Термодинамические свойства жидкого водорода и его растворов с легкими инертными газами

• Автор: Маринин, Вячеслав Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Харьков
• Количество страниц: 129 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ стр<

ГЛАВА I. АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТЕЙ МОДЕЛЬНЫХ МЕТОДОВ ПРИ ОПИСАНИИ

СВОЙСТВ ЖИДКОГО ВОДОРОДА

1.1. Некоторые варианты решеточных теорий

1.2. Многоструктурная теория

1.3. Квантовые эффекты. Вигнеровское разложение. ...

ГЛАВА 2. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ВОЗМУЩЕНИЙ. СИСТЕМЫ НУЛЕВОГО

ПРИБЛИЖЕНИЯ

2.1. Модифицированный вариант ТВ

2.2. Система квантовых твердых сфер и ее термодинамические свойства

2.3. Радиальная функция распределения системы квантовых твердых сфер

ГЛАВА 3. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЖИДКОГО ПАРАВОДОРОДА
3.1. Свободная энергия. Учет отклонений от классической статистики
3.2. Фактор сжимаемости, теплоемкость, скорость звука
3.3. Равновесие фаз жидкость - пар. Критические параметры
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ОРТО-ПАРАСОСТАВА НА ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЖИДКОГО ВОДОРОДА
4.1. Анализ существующих методов описания свойств ортопарарастворов
4.2. Эффективные изотропные потенциалы взаимодействия.
Метод ТВ
4.3. Учет основных анизотропных вкладов. Свободная энергия орто-парарастворов

4.4. Различия в термодинамических свойствах нормального и параводорода. Сравнение с экспериментальными данными
ГЛАВА 5. ОСОБЕННОСТИ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РАСТВОРОВ
Ме-Н^И Не-Н
5.1!. Система нулевого приближения ТВ
5.2. Свободная энергия растворов Ие-На, и Не-Н^
5.3. Термодинамика жидких растворов Ие-Ня, • Отклонения от свойств идеальных растворов
5.4. Особенности фазовых равновесий в растворах Ые—Н2, и
Не-Н^
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

В последнее десятилетие интерес к водороду и его растворам резко возрос по ряду причин.
В частности, значительные усилия направляются на выполнение программ, связанных с водородной энергетикой. Эта проблема требует прежде всего решения комплекса задач, связанных с производством, транспортировкой и хранением водорода. Основные преимущества водорода как энергоносителя Сем., например, [I - 3]) заключаются в его высокой теплотворной способности, универсальности и экологической безопасности применения.
Далее, кроме практического применения жидкого водорода и его растворов с легкими инертными газами в современной технике (в пузырьковых камерах, ракетных системах, в качестве хла-доагента и т.д.), интерес к ним определяется также возможностями осуществления переходов в металлическую [4 - б] и сверхтекучую [7, 8] фазы. Соответствующие проблемы отнесены в обзоре [9] к числу особо важных и интересных современных физических задач. Изучение фазовых переходов в растворах жидкого и твердого водорода важно также и в астрофизическом аспекте, [10]
Перечисленный круг задач включает в себя, в качестве основы, комплексные исследования физических свойств молекулярного водорода и его растворов в различных агрегатных состояниях, в частности, детальное изучение термодинамических характеристик. Обработка полученных экспериментальных данных до последнего времени, как правило, проводилась путем построения эмпирических

посредственно связанные с ]0-V-^соотношениями (фактор сжимаемости, коэффициент объемного расширения, изотермическая сжимаемость и др.), ко второй - величины, выражающиеся через уравнение состояния и теплоемкость. Известный интерес представляет исследование скорости звука. При определенных условиях, в частности, в низкочастотной области, где отсутствует дисперсия, эта величина является чисто термодинамической и связывает между собой сжимаемость и теплоемкость. Поскольку измерения калорических свойств, как правило, связаны со значительными погрешностями, наиболее полная и точная информация о равновесных объемных свойствах может быть получена, если наряду с уравнением состояния использовать данные по скорости распространения звука (см., например, ^89} ). Таким образом, в случае чистых жидкостей естественным тестом для проверки развиваемых теоретических моделей представляются расчеты свойств, относящихся к двум указанным группам, в том числе скорости звука (как под давлением, так и вдоль линии равновесия жидкость - пар). Такая проверка является достаточно строгой, поскольку проводится на уровне вторых производных термодинамических потенциалов.
Фактор сжимаемости 76 - узр/р и удельная теплоемкость при постоянном объеме Су (в единицах к ) могут быть записаны в виде
2- №'У*/* V > с*= ,
где £ *= £/в - приведенная свободная энергия. Согласно (3.5)
г «г. +1у*(т*Г*Ъ -Сг*У^№ %, 1, %) -- ЪЮУСГ*)'*,
(3.6)