从统计力学推导流体状态方程(Ⅲ)——关于马丁-侯状态方程等的统计力学证明与解释

本文从多方阱非球形势硬粒子微扰理论出发,通过适当的近似与化简,导出了马丁-侯状态方程,从而使这个由经验提出的状态方程得到了统计力学的证明与解释.从多方阱非球形势硬粒子微扰理论出发,通过更粗略的近似也能得到范德华状态方程以及Barner与Adler改进的(?)offie状态方程.由理论分析,马丁-侯方程较为全面,不仅有高级微扰项,保留了多级密度展开式,同时取用了较精确的多级参考流体状态方程.     

从统计力学推导流体状态方程(Ⅱ)——非球形多方阱势硬粒子微扰理论

本文从考虑真实分子的形状与势能出发,引进一新的用级数表示的径向分布函数形式,导出了任意形状硬粒子流体的级数状态方程.用此方程描述参考体系,用多方阱势来近似真实分子的势能曲线,采用Barker与Henderson的方法近似高级微扰项,导出了非球形多方阱势硬粒子微扰理论的通用表达式,以作为进一步导出实用状态方程的基础.     

用软核微扰理论改进马丁—侯状态方程

采用Ｂａｒｋｅｒ－Ｈｅｎｄｅｒｓｏｎ软核微扰理论的方法改进马丁－侯状态方程，在”多方阱“微扰势的基础上引入一简单的”势，导出了方程本系参数ｂ与温度的函数关系以及新的常数的计算公式。使马丁－侯各参数的物理意义得到进一步解释，初步计算表明改进后的马丁－侯方程的计算精确度有所提高。     

马丁-侯（M-H）状态方程研究应用进展

概括了马丁-侯状态方程的进展,介绍了马丁-侯状态方程的特点。分析了马丁-侯状态方程存在的问题,提出了解决的方法。对马丁-侯状态方程的应用进行了阐述,指出了其仍然具有很大的研究价值。     

实际流体的微扰理论状态方程研究

在微扰理论和硬球链状态方程基础上,对链状分子间中的氢键作用采用了一种新的处理方法,提出一个新的三参数的实际流体状态方程。将此方程用于关联３３个纯液体的饱和蒸汽压和液体密度,并由所得到的参数预测了汽相的密度。此状态方程比ＡＰＡＣＴ和ＳＡＦＴ状态方程简单,而计算的精确度则相当     

应用微扰理论（PHCT）诠释MH—55状态方程

用硬链微扰理论分析了ＭＨ－５５型状态方程。首次改进了该方程中的参考项，以ＣＳ硬球方程替代了原来的ｖａｎｄｅｒＷａａｌｓ斥力项，使改进后的ＭＨ－５５方程计算范围扩大到汽液两相。     

非水电解质溶液的状态方程

以甲醇为溶剂的非水电解质溶液作为研究对象,构造出能够准确描述非水电解质溶液热力学性质的状态方程。本状态方程中包含两个可调节参数,在不改变可调节参数的情况下,该状态方程对于不同温度、摩尔浓度的非水电解质溶液的热力学性质保持着良好的预测能力。状态方程中的亥姆霍斯自由能由微扰理论计算得到,详细阐述非水电解质溶液的蒸汽压、溶剂活度的求解过程。     

非水电解质溶液的状态方程

以甲醇为溶剂的非水电解质溶液作为研究对象,构造出了能够准确描述非水电解质溶液热力学性质的状态方程。状态方程中包含2个可调节参数,在不改变可调节参数的情况下,该状态方程对于不同温度、浓度的非水电解质溶液的热力学性质保持着良好的预测能力;其中的亥姆霍斯自由能由微扰理论计算得到,并阐述了非水电解质溶液的蒸汽压、溶剂活度的求解过程。     

有微扰理论研究链状流体的状态方程

本文用微扰理论建立了链状流体的分子热力学模型，并给出了体系Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ自由能函数及状态方程的表达式，对非级性流体，体系的热力学性质由硬球作用，成链作用及色散作用三部分组成。对极性链状流体，分子间作用还包括偶极作用及诱导作用。将此模型应用于正烷烃及正一元醇的计算，同时关联纯液体的密度和饱和蒸汽压，结果与实验值符合良好。本文中所用的参数具有明确的物理意义，与前人的工作相比较，本文理论处理简单并用     

用微扰理论、平均球近似结合统计缔合流体理论建立纯流体的状态方程

分别采用微扰理论和平均球近似（MSA）处理实际流体偶极──偶极间的相互作用,结合统计缔合流体理论（SAFT）处理氢键缔合相互作用,建立了一个纯缔合流体的状态方程．用分子链节微观参数分别关联了37种纯缔合流体（水、醇、酸和胺）的饱和液相密度和饱和蒸汽压．结果表明：采用微扰理论处理偶极──偶极相互作用的关联结果明显优于平均球近似,与分子模拟数据比较,结论一致．     

马丁-侯(M-H)状态方程计算二元液液平衡

本文将马丁-侯状态方程用于LLE数据关联.对二元体系,使用两个二元相互作用参数.在较大温度范围,参数处理成温度函数;温度差范围在30-40℃之内,参数可作为常数,取得良好的关联结果.基于二元LLE数据推算了二元低压VLE,结果与实验值符合较好.     

M—H状态方程计算氟氯烷体系的汽液平衡

对马丁-侯状态方程式进行修改,使其应用范围扩展到液相,对其用于计算汽液平衡的热力学可行性作了论述,并探讨了M-H状态方程常数的混合法则并得出了逸度系数的表达式,该方程用来计算四个氟氯烷二元体系的汽液平衡,与文献值符合是好的。     

用微扰理论研究链状流体的状态方程

本文用微扰理论建立了链状流体的分子热力学模型，并给出了体系Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ自由能函数及状态方程的表达式。对非极性流体，体系的热力学性质由硬球作用、成链作用及色散作用三部分组成。对极性链状流体，分子间作用还包括偶极作用及诱导作用。将此模型应用于正烷烃及正一元醇的计算，同时关联纯液体的密度和饱和蒸汽压，结果与实验值符合良好。本文中所用的参数具有明确的物理意义。与前人的工作相比较，本文理论处理简单并且有一定的计算精度     

基于化学缔合的链状YUKAWA流体的状态方程

从Yukawa流体出发,采用化学缔合的统计力学理论建立了链状Yukawa流体的分子热力学模型,其亥氏函数由作为参考流体的硬球Yukawa流体的贡献和链节成键的贡献两部分组成.采用链长为2的链状Yukawa流体压缩因子的Monte Carlo模拟结果关联得到成键贡献项中空穴相关函数,对势能函数参数λ=1.8和λ=3.0时链长为4和8的链状Yukawa流体的压缩因子的预测与Monte Carlo数据能很好地吻合,比Wang和Chiew的微扰理论结果更好.     

用微扰理论状态方程计算电解质水溶液的活度系数

近年来,电解质溶液理论的研究日益活跃^[1]。因为理论模型能反映微观粒子参数与溶液结构和性质间的关系,参数物理意义明确,预测功能强。电解质溶液的原始模型中,忽略了离子－溶剂和溶剂－溶剂相互作用,而只考虑在溶剂平均场中离子之间的相互作用。这类模型不能反映溶液的本质和溶质－溶剂间的真实相互作用,因此很难推广到混合溶剂电解质溶液。用微扰理论研究电解质溶液的状态方程已经取得很大进展^[2]。硬球离子流体^[3]和离子－偶极^[4]模型流体的微扰理论处理结果已经成功地用于构筑实际电解质溶液的状态方程^[5]。作者采用微扰理论研究了电解质溶液的密度性质^[6],本文将进一步研究活度系数的计算问题。     

变阱宽方阱链流体状态方程模拟制冷剂的汽液平衡

应用作者先前基于二阶微扰理论和PY2近似积分方程建立的可变阱宽方阱链流体状态方程模拟了纯制冷剂及其混合体系的汽液平衡。通过关联不同温度下制冷剂的饱和蒸气压和液体体积得到了18种纯制冷剂的分子参数,新方程计算的饱和蒸气压和液体体积总的平均偏差分别为1.11％和0.92％。结合简单混合规则,将此方程扩展到混合体系。研究发现,建立的方程可满意预测制冷剂二元混合体系除临界区附近外的汽液平衡,对两个三元体系汽液平衡的预测也取得了满意的效果,当引入一个与温度无关的可调参数时,关联精度大为提高,预示着新的方程可模拟制冷剂的汽液平衡。     

基于微扰理论的表面活性剂水溶液表面状态方程

应用微扰理论并借鉴二维气体理论的处理方法,建立了非离子表面活性剂水溶液的表面状态方程。将微扰理论与压力方程相结合,建立了离子表面活性剂水溶液的表面状态方程。运用提出的状态方程,分别对6种烷基聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠等表面活性剂水溶液的表面压数据进行了关联,并利用关联所得的参数预测了其他种类的烷基聚氧乙烯醚及辛基酚聚氧乙烯醚和十二烷基硫酸钠水溶液在不同温度下的表面压。关联和预测的精度均较高,结果令人满意。     

电解质溶液微扰理论研究

提出了以中性硬球-带电硬球混合物为参考体系,以溶液中各种粒子之间的静电、色散、诱导等作用为微扰项的电解质溶液微扰理论。与前人的理论相比较,本文避开了长程库仑力的发散问题,可以部分反映粒子直径差异对体系热力学性质的影响。用本文方法计算的内能数据与MC值比较接近。     

软球微扰状态方程的研究

从改进的势能函数出发,由径向分布函数理论和维里方程导出高温下纯流体配位数的计算公式,并与Sandler法结合求得简化的扰动型软球状态方程。用该方程计算的结果与Lennard-Jones模型的计算机模拟PVT数据吻合。     

用改进的密度泛函理论预测三元硬球混合物的结构

在Ronsenfeld的权重函数的基础上,在计算流体自由能密度时利用硬球混合物流体的Boublik—Mansoori—Canahan-Starling-Leland状态方程来代替硬球的定标粒子理论,从而得到了改进的密度泛函理论。结合测试粒子法,对不同组成的三元硬球混合物流体的径向分布函数进行了计算：与分子模拟数据比较结果表明,使用合适的密度泛函理论,测试粒子法能够成功地计算多元硬球混合物流体的结构性质。本研究为使用统计力学理论计算其它复杂流体的热力学性质提供了一种方法。