隨著材料制備及冶金過程的發(fā)展,金屬氣體相關(guān)熱力學(xué)性質(zhì)的研究受到越來越多的關(guān)注。作為一類特殊的金屬,堿金屬具有較低的熔沸點,廣泛應(yīng)用于工業(yè)中。壓縮因子(Compressibility factors)及第二維里系數(shù)(Second virial coefficient)常用來表達(dá)氣體實際狀態(tài)與理想情況的偏差,是其它熱力學(xué)性質(zhì)的橋梁,通過實驗獲得還存在一定難度,作為基礎(chǔ)的熱力學(xué)參數(shù),其理論計算研究具有重要的意義。本課題以堿金屬氣體為研究對象,基于S-R-K(Soave-Redlich-Kwong)及P-R(Peng-Robinson)方程,根據(jù)文獻(xiàn)報道的600~1700 K溫度范圍內(nèi)PVT數(shù)據(jù)(Na、K、Rb、Cs),提出改進(jìn)的α函數(shù)形式,通過非線性擬合獲得新α函數(shù)的參數(shù)。利用Na、K、Rb、Cs的α參數(shù)關(guān)聯(lián)堿金屬的偏心因子獲得改進(jìn)后α函數(shù)的通式,并進(jìn)行了一致性檢驗,將改進(jìn)的α函數(shù)與原方程α函數(shù)的計算結(jié)果對比,結(jié)果準(zhǔn)確,同時建立了S-R-K方程及P-R方程與壓縮因子、第二維里系數(shù)的關(guān)聯(lián)式,確定其計算方法。計算了在1000~50×10~5 Pa壓力條件下、700~3000 K溫度范圍內(nèi)的堿金屬氣體壓縮因子,并和文獻(xiàn)值進(jìn)行比較,平均絕對偏差小于4.4%。利用第二維里系數(shù)的兩種關(guān)聯(lián)式,分別使用兩個改進(jìn)的立方型狀態(tài)方程計算了堿金屬氣體在600~3000 K溫度范圍內(nèi)的第二維里系數(shù),與文獻(xiàn)數(shù)據(jù)比較,吻合較好,并通過關(guān)聯(lián)式計算了堿金屬氣體的波義耳(Boyle)溫度,計算結(jié)果與臨界溫度呈線性關(guān)系。研究結(jié)果對立方型方程計算金屬氣體熱力學(xué)性質(zhì),以及其它金屬氣體熱力學(xué)性質(zhì)的實驗與計算提供理論方法及研究思路。
【學(xué)位單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TG146.26
【部分圖文】：

第一章 緒參數(shù)也都能進(jìn)行計算，例如焓、熵、內(nèi)能、Helmholtz 函數(shù)和 Gibbs 函維里方程的優(yōu)點還在于可在很大溫度范圍內(nèi)精確在現(xiàn)氣相密度數(shù)據(jù)。態(tài)方程中，維里方程占有重要的地位，許多著名的經(jīng)驗型狀態(tài)方程，例方程和 MH 方程等，實質(zhì)上都是以維里方程作為出發(fā)點。圖 1.1 為維里的研究現(xiàn)狀。

第二章 立方型狀態(tài)方程的改進(jìn)態(tài)方程態(tài)方程(Equation of state)，亦稱“物態(tài)方程”，是均相平衡體系壓力、溫度之間所存在的函數(shù)關(guān)系式[46]。由相律的定義可知，對于純流體來個性質(zhì)一旦有兩個確定，那么其狀態(tài)就不會再改變了，可用函數(shù)表f（ p， Vm，T）=0 （質(zhì)原子或分子之間的相互作用力以及其熱運動，從某種程度來說決定的形式。目前文獻(xiàn)中大多數(shù)狀態(tài)方程都是通過實驗數(shù)據(jù)擬合得到，當(dāng)狀態(tài)方程是使用參數(shù)估計法得到。狀態(tài)方程不僅可以表征 Vm、T、p，而且還可以通過相應(yīng)的狀態(tài)方程得到某些物質(zhì)的熱力學(xué)性質(zhì)，與合則相結(jié)合，還可以得到混合體系準(zhǔn)確的熱力學(xué)參數(shù)[47]。狀態(tài)方程的圖 2.1。

圖 2.2 純物質(zhì)的 p-V 關(guān)系圖Fig. 2.2 Pure substance p-V relationship.是氣體的另一種極限狀態(tài)。在臨界溫度以上，不論使氣體液化，所以要想使氣體液化，則必須在臨界力，氣體與液體的性質(zhì)在臨界狀態(tài)時完全相同[49]。表 2.1 堿金屬的臨界性質(zhì)[5 1 ]Table 2.1 The critical parameters of alkali metals .金屬 TC（K） pC（10-6Pa）Li 4085.00 172.25Na 2573.00 35.464K 2223.00 16.212Rb 2111.10 13.4Cs 2048.10 11.65程

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2811954