热平衡等离子体热力学函数理论计算

核聚变与等离子体物理 ›› 2007, Vol. 27 ›› Issue (4): 343-347.

热平衡等离子体热力学函数理论计算

覃攀1，李祥1, 2，陶旭梅1，冉祎1，余徽1，戴晓雁1，印永祥1

(1. 四川大学化工学院，成都 610065；2. 西南科技大学理学院，绵阳 621010)

收稿日期:2007-01-31 修回日期:2007-08-30 出版日期:2007-12-15 发布日期:2011-05-30
作者简介:覃攀(1983-)，男，湖南邵阳人，硕士研究生，主要从事化工设计与新材料制备工作。
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(19935010)

Theoretical calculation for thermodynamics function of thermal plasmas

QIN Pan1, LI Xiang1, 2, TAO Xu-mei1, RAN Yi1, YU Hui1, DAI Xiao-yan1, YIN Yong-xiang1

(1. College of Chemical Engineering, Sichuan University, Chengdu 610065; 2. College of Science，Southwest University of Science and Technology, Mianyang 621010)

Received:2007-01-31 Revised:2007-08-30 Online:2007-12-15 Published:2011-05-30

摘要/Abstract

摘要：

以统计热力学和化学平衡理论为基础，引用原子、分子的光谱数据，计算了在温度300～20000K范围内，双原子分子体系的热平衡等离子体的热力学函数(H、C_{p, m})。给出了氮等离子体体系的分子离解度、电离度和摩尔定压热容随温度变化的关系曲线。所得结果在较低温度范围与经验公式表达的结果良好相符。对较高温度区间的结果作了分析和讨论，并利用最小二乘法给出了氮体系的摩尔热容量的拟合公式。为热等离子体的应用提供了可以参考的数据。

关键词: 热等离子体, 统计热力学, 配分函数, 摩尔定压热容, 热力学函数

Abstract:

Based on statistical thermodynamics and chemical equilibrium theory, citing the spectral data of the atom and molecule, the thermodynamics function(H、C_{p, m}) of diatomic molecule system at thermo-equilibrium is derived in the temperature range from 300K to 20000K. As an example, the dependence of molecular dissociation, atomic ionization and the molar heat capacity for nitrogen plasma system are given. It is shown that the results are in good agreement with those from empirical formula at lower temperature (T<3800K). The results in the higher temperature range are analyzed and discussed, and an analytic expression is given by the least-squares method for the molar heat capacity of nitrogen system.

Key words: Thermal plasma, Statistical thermodynamics, Partition function, Molar heat capacity, Thermo- dynamics function

中图分类号:

TL61+2.3

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