高压下液态钾和液态镓的热力学属性和线性规律

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液态钾由于热传导性较好常用于核电站冷却剂,液态镓由于其低熔点、高沸点以及极低的蒸气压常用于高温温度计和高压压力计。在这些应用中常处于高温高压条件下,但是在实验和数值模拟中获得高温高压下液态金属的热力学属性极其困难。状态方程(EOS)可以很好的解决这个问题。状态方程可以用于描述物质在不同温度和压强下的各种热力学属性,如体积模量、热容、内能等。好的状态方程可以通过不同温度和压强下少量实验数据计算得出范围更大的各种热力学属性。目前为止,状态方程仍然是一个很热门的研究方向,但适用于液态金属的状态方程较少。线性规则状态方程指出了关于压缩因子Z、简化等温体模量B*、内压Pint与摩尔体积V的线性关系。本文使用适用于高温高压下液态金属的幂次形式状态方程和线性规则状态方程来计算液态钾和液态镓的热力学属性,并估算一些迄今为止未曾获得的热力学属性。本文中,通过在现有实验数据中发现的几个新规律研究了液态钾和液态镓的热力学属性。发现:(1)计算得到液态钾的(Z-1)V2和V2呈线性比例关系,液态镓的(Z-1)V2和V呈线性比例关系,等温线存在交点。(2)液态钾和液态镓的PintV与V-2几乎呈线性关系。(3)液态钾B*与V-2呈线性关系,液态镓的B*与V-2几乎呈线性关系。通过计算可以直接得出不同温度和压力条件下的液态钾和液态镓的热力学属性,并且进一步预测更多极其重要的热力学属性。比如:等温体积模量、热膨胀系数、内压、热容、格律乃森参数、安德森-格律乃森参数等。在液态钾和液态镓计算中得到的等温体积模量和摩尔体积等与已有的实验数据非常吻合。预测的实验数据有待将来的实验验证。
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