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题目:自由体积理论下部份有机液体状态方程及声参量研究

关键词:声速系数,非线性声参量,有机液体,分子势能,状态方程

  摘要

用声学手段研究液体统计物理特性是分子声学面临的前沿课题,同时它又弥补了凝聚态物理在液体物质研究方面的不足,为此, 总多声学工作者在探索液体声参量与分子间上作了大量的工作,他们所用的分子模型不同,方法各异,但手段相同,即利用联系宏观和微观的状态方程。 非线形声参量由于其与媒质分子结构有某种联系而引起人们的关注,揭示这种联系则会为生物医学超生中B/A成像与组织定征带来应用前景。 旨在探索有机液体中声参量与液体分子间的关系,本文以自由体积理论为基础,通过热力学推导,总结除具有指导意义的普适液体状态方程,并在此基础是优选出比较接近实际有机液体的状态方程-flory液体状态方程分别系统地研究了有机液的声学参量与液体分子结构参量Y和分子势能E的关系,进而得出了新的声速,声速系数及非线形声参量B/A的表达式,同时首次获得了这些声参量与分子势函数的关系式。通过十几种有机液的计算表明,改进后的Flory液体状态方程更适合有机也液体的实际情况。本文又通过对高链烷烃液体声参量及非线形声参量B/A表达式有更广的适用范围和更好的预测精度。此外,本文从理论上阐明工杰理论的适用范围,解释了该理论对高链烷烃液体声参量计算值与实际值偏差较大的原因。并建立了一套有机液体声速及B/A的测试系统,以此作为对理论的检验。 本研究首次用Flory液体状态方程及改进的Flory液体状态方程研究了有机液体中声参量与液体微观结构及分子间作用力的关系,发展了工杰的由液体状态方程探求有机液体声学参量的方法,并使这一方法达到一个新的高度,此外本研究从理论上为分子模型的优化,状态方程的选取提供了新的途径,丰富了这一理论的研究,这对用宏观声学参量探索液体微观信息具有重要意义。本文深化和系统化了自由体积理论,为自由体积理论的具体应用增添了新的一页。