理想气体

摘要： 大推力补燃循环液体火箭发动机主涡轮燃气在高压下由于受到真实气体效应的影响,其气体性能偏离理想气体,常规分析方法得到的涡轮性能与实际情况存在一定偏差。采用三维流动仿真方法,结合SST湍流模型,采用定物性理想气体、ARK气体状态方程和基于NIST Refprop真实物性数据库的涡轮性能进行了仿真研究,分析了甲烷和富氧燃气的涡轮性能,并与结合一维压缩因子修正的性能结果进行了对比。研究表明,基于真实物性数据的涡轮仿真性能与理想气体存在明显偏差,使用ARK气体状态方程能够有效减小性能仿真偏差,而使用合适的压缩因子修正具有较高的精度,可作为工程算法。

摘要： 前两篇文章分别讨论了线性谐振子加空间转子微观模型和宏观统计计算。本文在前两篇文章的基础上首先讨论了理想气体物态方程和态函数的计算,其次讨论了双原子分子气体热容量的计算和能量均分定理的应用,最后讨论了恒星纯氢大气的物态方程和态函数计算。恒星纯氢大气可用理想气体模型近似,态函数内能的计算中双原子分子的振动能用微观量子计算,采用微观量子理论计算的态函数内能值是更精确的。该更精确的内能值将带来更精确的热力学函数熵、焓、自由能和吉布斯函数的数值,这些更精确地态函数数值将有助于构建更合理的恒星模型。

摘要： 热力学统计物理是一门综合性较强的课程,涉及力学、热学、电磁学、光学、量子力学等内容.它的教与学难度较大,特别是宏观物理量与微观物理量之间的关系复杂并难以理解.而量纲分析却能较好地解决这个问题.它基于物理量的量纲,很容易就能确定各个物理量之间的关系或者验证公式的正确性.通过3个问题的求解,即理想气体的碰壁数、光子气体的物态方程、零温时自由电子气体的简并压.文章介绍了量纲分析在热力学统计物理中的具体应用.可以看到,量纲分析有助于学生理解物理规律及其对应的数学表达式,也有助于学生分析问题和解决问题的能力培养.

摘要： 在理想Rüchardt实验中,绝热无摩擦的活塞做小幅振荡。通过测量活塞的振荡频率即可测得气体的热容比。由于动力学压强与气体压强并不相同,本文指出理想Rüchardt振荡也存在耗散机制。通过计算得出活塞的振幅随时间呈指数衰减,并给出了振荡频率的修正公式。

摘要： 计算重力场中的理想气体的热力学量是统计物理教学中的一个重要问题。将重力场中的气柱近似地分为上下两部分,上部没有气体分子而气体分子均匀地分布于下部,通过对自由能的变分得到上下两部分的分界面,进而可以近似求解该系统的热力学量。

摘要： 热力学概率是统计物理学中的一个重要概念,直接和玻耳兹曼熵相联系.本文分析了理想气体热力学概率计算中容易忽略的因素,即气体所处状态.它会对计算施加限制条件,以保证其玻耳兹曼熵为广延量;计算了理想气体绝热自由膨胀、等温膨胀和等温等压条件下分子数变化时的热力学概率的改变.

摘要： 对2022年高考理综全国乙卷第33题进行了评析,指出题目对热学核心知识的考查,以及对关键能力的要求,给出了物理教学的改进策略.

摘要： 用统一的压强、温度和虚拟出的新体积构造出理想气体的末状态,利用质量守恒即虚拟的新体积守恒来解题,把气体变质量问题变成虚拟态体积的聚散问题,用统一的通用方法解决五类变质量问题.

摘要： 从理想气体模型出发,讨论压强产生的物理实质,推广到大气层中的空气,考虑其因重力影响使粒子数密度按势能分布,导致大气压强随高度发生变化.这一分析讨论过程能帮助学生建立清晰的物理认知,有效地培养学生的科学思维、分析解决实际问题的能力.

摘要： 船舶在油气勘探作业中,所在工区海域的洋流、潮汐、电缆长度及所能承受做大拉力等具体的、客观的、不确定因素都会影响地震采集的作业质量及成本控制.文章通过G枪激发原理和理想气态方程,推导出在油气勘探作业中船速与震源空压机输出气量的关系,即震源空压机的输出压力与船舶速度成正比变化.目的是为船舶在油气勘探作业期间大型能耗设备的成本控制提供具体的可行性操作的理论依据,为优化各部门之间安全、高效协调作业提供管理的基本要素.

摘要： 文章通过对理想气体微观模型这一概念各种表述的分析对比,论证了哪些表述可作为理想气体微观模型的定义,哪些表述不应该作为定义,从而规范这一概念的定义.

摘要： 本文基于力学规律和统计方法,从两种角度分析并计算了理想气体在器壁处产生的压强公式.确定微观量和宏观量之间的内在关系.

摘要： 本文根据物理化学和化学热力学的基本原理,给出理想气体在等温可逆压缩过程与绝热可逆压缩过程中外力分别对体系做功大小比较的三种方法.从数学上推导和证明了理想气体被压缩至具有相同压力的过程是一个从恒温压缩功大于绝热压缩功逐渐变为小于绝热压缩功的过程.

摘要： 基于PR 状态方程，建立了考虑超临界流体特点的超临界喷射数值计算模型。采用该模型对超临界C10H22 喷射到超临界N2 环境中的喷射进行了数值模拟计算研究，得到了详细的喷射长度、喷射扩张角、浓度分布等喷射特征参数的信息。通过与已有的实验数据和基于理想气体方法的模型的计算结果都进行了对比。结果表明，基于PR 方法的数值模型是准确的、可靠的；基于理想气体的模型在超临界喷射中不适用。这就为研究碳氢燃料的超临界喷射现象提供了一个有效的数值模拟计算工具。

摘要： 本文提出了对理想气体平均比热容表中的平均比热容数值进行公式化处理的方法和确定经验公式形式的原则，以温度的线性关系式作为计算0 — t（°C）间的平均定压比热容和平均定容比热容的经验公式，分段拟合经验公式系数并讨论了经验公式的应用。对几种常见气体拟合出了系数值，在0 °C-1200°C内，拟合式的平均计算偏差小于0.3%。文中还讨论了公式的应用。

摘要： 随着科学技术的发展，在激光、碳纳米管等前沿技术中，傅里叶导热定律不再成立，过增元等提出了热质理论，建立热质运动方程得出了普适导热定律，但要对其进行验证传统的分子动力学模拟方法有局限性。与传统分子模拟方法以静子为模拟对象不同，本文提出了一种热子气动力学模拟方法，以理想气体中的热质即热子气为对象进行直接模拟，并对热子建立了碰撞模型，以描述热子的运动规律。文中通过对热子气的平衡态系统和非平衡态系统的模拟计算，不仅验证了热子气的状态方程还正确计算了氩气的热导率。

摘要： Maxwell提出了著名的理想气体速度分布律和动量空间的概念。但是他提出的“Maxwell妖”命题的本质是动量空间构形问题。本文用理想气体热力学平衡态下的无壁空间模型讨论了由粒子弹性碰撞所产生的压力，将使统计力学中速度空间不受任何作用的前提假定不再成立。证明了在力学原理限制下，该模型存在动量空间构形。对固壁空间中动量的“均匀分布”构形的讨论说明了动量空间构形“序”是对粒子空间几何构形的限定。本文提出了一种局域离域子统计方法，按动量空间构形计算了Boltzmann熵。证明了在该模型中，pV和-TS是二种势能，并说明了-TS是系统内的“热势能”。

摘要： 介绍了一种用电机驱动的脉冲管型热压缩机系统，系统用电机驱动活塞在气缸内做往复运动。脉冲管中的气体把加热器所在的高温端和活塞工作的室温端分隔开来，使活塞两侧都工作在室温端，便于解决密封和材料问题。把系统中的气体当作理想气体，依据等温模型，对系统进行了理论分析，推导出了系统内最高压力与最低压力之比和系统各部分内部空体积以及加热温度之间的关系。

摘要： 本文利用理想气体中导出的热力学势能,证明了这种热力学势能同样存在于液体和固体中。讨论了在相变中的内部潜在趋动势和外驱动势；以及相变过程中生成相的相变温度和压力的不变性和相间驱动压力和驱动温度间的关系.用动能自身的变化和与势能的转化讨论了一级相变和连续相变.并讨论了临界态的尺度律和重正化与确定有效Boltzmann熵的空间尺度的关系.

摘要： 玻什-爱因斯坦凝聚态中理想Bose中的密度分布和动量的空间分布证明了在无壁空间中的理想气体热力学二种势能的理论。爱因斯坦预测的凝聚态测不准量子效应的宏观行为就是存在着二种热力学统计势能。用热力学势能定性地讨论了Bose气体中的密度和动量的空间分布。

摘要： 本发明公开了基于理想气体状态方程的切削负压检测方法。现在还没有特别适用于检测切削时刀口负压的测量方法。本发明经过出厂前效验后，在切削刀具的前刀面中间位置开设通孔，并将倾斜细管伸出测量工作室外的一端与通孔尾端通过导管连通，便能在切削过程中利用摄像机读取倾斜细管上的刻度，从而识别空气柱的长度值变化，进一步得到倾斜细管中液体两端的压强差，最终计算出切削时刀口的负压。因此，本发明解决了跟随刀具运动来测量切削时刀口产生负压的难题，且制造难度较小，原理简单，成本较低，大大减小了配置，但检测精度却很高，还具备快速测量、抗干扰能力强、可靠性高的特点。

摘要： 本发明涉及高中物理研究理想气体状态方程的技术领域，具体地说是一种探究理想气体状态方程的实验仪器及操作方法，其特征在于该实验仪器由气缸、温度计、气压计组成，所述的气缸由方形缸体、等压活塞和定位调整活塞组成，所述的方形缸体内部设有气压计和温度计，气压计的下端感应部伸入方形缸体内部，上端示数显示部伸出方形缸体内部实现气压数值的监测和记录，所述的温度计的下端感应部伸入方形缸体内部，上端示数显示部伸出方形缸体内部实现温度数值的监测和记录，由于在同一装置上运用控制变量法分别控制等温、等容和等压过程，分别检验三大气体实验定律，得出结论并画出p‑V、p‑T和V‑T图像，具有控制变量准确、便于学生掌握和理解等优点。

摘要： 本发明公开了基于理想气体状态方程的切削负压检测方法。现在还没有特别适用于检测切削时刀口负压的测量方法。本发明经过出厂前效验后，在切削刀具的前刀面中间位置开设通孔，并将倾斜细管伸出测量工作室外的一端与通孔尾端通过导管连通，便能在切削过程中利用摄像机读取倾斜细管上的刻度，从而识别空气柱的长度值变化，进一步得到倾斜细管中液体两端的压强差，最终计算出切削时刀口的负压。因此，本发明解决了跟随刀具运动来测量切削时刀口产生负压的难题，且制造难度较小，原理简单，成本较低，大大减小了配置，但检测精度却很高，还具备快速测量、抗干扰能力强、可靠性高的特点。

摘要： 本发明属于工程热物理技术领域，公开了一种两级微纳米理想气体工质制冷机、制冷方法、终端、介质，充入工质气体，并利用温度梯度控制装置在通道回路两端形成不同的工质温度，形成由尺寸差异导致的热势；调节冷却源温度和工质气体温度，利用线性导热材料从冷却源抽运热量到微纳米热尺寸制冷单元模块组合；调节热源温度和工质气体温度，利用导热材料热量通过两级微纳米热尺寸制冷机抽运释放到热场直至完成热力循环。本发明可以实现以稳定气流为工质的制冷机循环，不需要可移动机械部件，减小了系统中的机械摩擦。本发明工质气体处于封闭通道循环流动，避免了工质气体直接进入耗散源。

摘要： 本发明公开了一种基于理想气体的有限时间热力学实验平台及实验方法，实验平台包括气缸、气容、步进电机、水浴锅和数据处理系统，气容为密封的空腔容器，所述气缸与数个气容之间密封连通，气缸和气容共同置于所述水浴锅内；步进电机与气缸的活塞连接，驱动活塞运动；所述气缸的活塞上设置有位移传感器，所述气容上密封安装有压力传感器，所述位移传感器、压力传感器与数据处理系统通讯连接；所述数据处理系统接收位移传感器和压力传感器的测量数据，并能够绘制气体的P‑V曲线。本发明结构简单，操作方便，测量精度高，通过测量绘制气体的P‑V曲线，获得各待测热力学量，并能够构造热力学循环，测得循环功率和效率。

摘要： 一种基于理想气体模型的管道气阻现象判断方法，属于管道气阻判断方法领域，通过在理想状态下建立理论模型，进行计算分析，并对试验结果进行验证，对于存在倒U型弯的水管道，积聚的气体无法排出时会引起较大的阻力；初始背压与运行背压的不同会引起不同形式的管道截流，甚至会阻断水流。本发明所述方法通过初始背压与运行背压的不同与管道截流的关系，为存在同样管系布置的电厂和设计单位提供便捷的用于判断的方法，且本发明所述方法步骤简单，易于操作实施。

摘要： 本发明涉及一种理想气体多方过程实验仪，该仪器采用气体压力传感器采集空气容器内的气体压力信号，并通过模数转换将压力信号转换为电信号，利用放大器将电信号放大，最后在数字示波器上显示随气体压强变化的电压波动图像，并通过计算机进行测量控制，从而达到数值采集过程精准可靠、实验简便的效果。

摘要： 本实用新型公开了一种基于理想气体的有限时间热力学实验平台，包括气缸、气容、步进电机、水浴锅和数据处理系统，气容为密封的空腔容器，所述气缸与数个气容之间密封连通，气缸和气容共同置于所述水浴锅内；步进电机与气缸的活塞连接，驱动活塞运动；所述气缸的活塞上设置有位移传感器，所述气容上密封安装有压力传感器，所述位移传感器、压力传感器与数据处理系统通讯连接；所述数据处理系统接收位移传感器和压力传感器的测量数据，并能够绘制气体的P‑V曲线。本实用新型结构简单，操作方便，测量精度高，通过测量绘制气体的P‑V曲线，获得各待测热力学量，并能够构造热力学循环，测得循环功率和效率。

摘要： 本实用新型公开了一种验证理想气体方程式的实验装置，该装置包括压力表、针筒、连接压力表和针筒的连接软管，所述的压力表下方设有底座，所述的底座设有供压力表的接头穿过的通孔，且将压力表竖直架设在底座的上方，所述的针筒的筒体外设有隔热加温套。本实用新型用于学生进行物理实验时使用,相对于现有的实验教具而言,可以排除温度的波动和压力表位置偏移对实验带来的影响,提高了实验的准确性。

摘要： 本实用新型提出的理想气体综合实验演示仪，它包括气体瓶、气压传感器、气温传感器、温度压强显示器、水浴槽、电热装置、注射器和盒体，所述盒体内设置有所述水浴槽和电路板放置区；所述气体瓶的上端通过密封塞密封；所述注射器竖直设置在所述密封塞上；所述盒体顶部位于所述注射器一侧设置有注射器限位装置；在所述盒体上方设置有加水口，在所述水浴槽下方设置有放水口，所述气体瓶悬空设置在所述水浴槽中。本实用新型整体结构布局合理、操作便捷、演示效果直观好、数据可靠。