声弛豫过程影响下的气体平衡态热容合成方法及其在气体检测中的应用

发布时间：2021-06-24 06:33

　　声扰动形成的分子振动弛豫过程使得气体热容成为依赖于声频率的有效热容,导致随频率变化的声速频散和声弛豫吸收。本文基于单弛豫过程合成算法,提出一种基于两频点声速和声吸收测量值的气体平衡态热容合成方法。该方法两个测量声频点只需在声弛豫吸收显著的频率范围即可分别合成可激发气体分子内外自由度热容,并有效消除声弛豫过程对气体平衡态热容测量结果的影响。对于室温下由CO₂、CH₄、Cl₂、N₂和O₂组成的多种气体,合成的气体热容值与基于Planck-Einstein公式的热力学理论计算结果相符,相比实验数据最大相对误差为3.51%。合成的转动和振动热容还可应用于气体分子几何结构、振动频率大小和混合气体摩尔分数的检测。 

【文章来源】：声学学报. 2020,45(03)北大核心EICSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

图１是两频点万＝４０?ｋＨｚ，?／２?＝?１?

４００??．声?学?学?报??．２０２０?年??图３是二元混合气体９Ｑ％Ｇ０２－ｌ（ｍＮ２中在两频??点Ａ?＝?４０?ｋＨｚ，办＝１２５?ｋＨｚ上声速和声吸收系数??随温度变化的曲线（Ｔ从２７３?Ｋ上升至３１Ｓ?Ｋ，?Ｐ?＝??１?ａｔｍ），图４则是相同环境条件下，９０％Ｃ〇２－１０贫Ｎｓ??中在两频点／ｉ?＝?６０?ｋＨｚ，?／２?＝?８０?ｋＨｚ上声速和声吸??收系数随温度变化的曲线》??图５足９〇％ｒｏｒｉ〇％Ｎ２中本文算法合成的平衡??态热容值与热力学理论计笄结果随温度变化曲线的??一熟＊学理镎ｆｌ？算热容??—：爾纖合成Ｈ容??２６．８??２６．６??２６．４??２７３?２７８?２?８３?２８８?２９３?２９８?３０３?３０８?３１３?３１８??ＨＫ）??＿擇２?ＯＨ．４两ｉｆＡＰ礙量値会康的Ｔ－衡态热容??与热』力学理论腦：熟容：臟慶变化曲线??ｍ）??＜．？）顧劝??ｒ（Ｋ：）．??：［ｂ）顧＊?義＝．１２：５．ｋＨｉａ??Ｗ?３?８０１１００２．，?ＴＯ轉１％韦声遽＿ｃ職声獎收系數』ａ?１４．織貪??变化曲线＜Ｔ从２７３?Ｋ上并栗３１８?Ｋ，户＝１?ａｔｍ）??室温和压强Ｐ?＝?１?：ａｔｍ的环境条件下，对千本??文用ｆ热容值对比的这些气体，它们的声弛豫频率在??１０？１００?ｋＨｚ之间变化Ｐ，５１。所以，本文静态热容的合??成方．法对千：文中所提到的气体，声测量的两频点Ｍ要??在声弛豫吸收显著的频域范围（例如：１０？２００?ｋＨｚ）??进行选择均可获得相同的合成热容值。??４．３气体热容值随温度变化的对比??无外界扰动时，气体的平衡态热容只是－温度的函??数，图１是两频点

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本文编号：3246569