理解热力学定律中材料的平衡性质对于物理学、化学、材料科学、化学工程、机械工程等许多学科都至关重要。在本课程中,我们将回顾统计热力学理论,这是一种概率方法,它根据材料成分(原子、分子等)的微观变量来描述材料的平衡性质。此外,我们研究热力学定律在材料平衡和性质中的应用,为处理材料中的一般现象奠定了基础,包括相变、化学反应、磁性、弹性等。在课程的前半部分,我们将探讨统计力学的基本概念和技术,它为我们提供了研究多粒子系统的理论工具。在课程的第二部分,我们将研究热力学概念在从单组分到多组分系统的相平衡、相变和相图分析中的应用。最后,我们将结合整个课程中讨论的理论工具,通过计算技术检查真实物理系统的热力学性质,包括 i) 最先进的量子力学计算机程序(例如 abinit)以探索原子的微观行为,以及 ii) 用于热力学建模的计算机程序,以获得宏观平衡状态并构建相图(例如 FactSage、Pandat)。
我们通过在非微扰水平上引入量子非谐性来研究高压冰的结构和热力学性质。量子涨落使 VIII 相(具有不对称 H 键)和 X 相(具有对称 H 键)之间的相变临界压力从 0K 时的经典值 116 GPa 降低了 65 GPa。此外,量子效应使其在很宽的温度范围内(0K-300K)不受温度影响,这与通过振动光谱获得的实验估计值一致,与经典近似中发现的强烈温度依赖性形成鲜明对比。状态方程显示出与实验证据一致的转变指纹。此外,我们证明,在我们的方法中,VII 相中的质子无序对 X 相的发生影响可以忽略不计。最后,我们高精度地再现了由于氢到氘的取代而导致的 10 GPa 同位素偏移。
以12个步骤实现了胞嘧啶分子的优化结构,其优化能为-10749.84 eV。4.94 eV的Homo-Lumo能隙表示化学稳定性。氧原子表现出最负电位,氢原子显示出最积极的电位。状态的密度揭示了4.92 eV的能隙,确认了等效轨道能级。计算出的硬度(2.47 eV)和柔软度(0.41 eV -1)表明稳定性和极化性。化学势为-3.97 eV,电负性为3.97 eV。3.19 eV的亲电指数表示强烈的亲电行为。Mulliken电荷分析鉴定H13具有最高的正电荷和最高负电荷的N5。振动分析显示,在3100-3300 cm -1,N-H处的C-H振动为3500-3700 cm -1,而C = O时为1771.10 cm -1。热力学特性,例如热容量,内部能量,焓和熵随温度的增加,而Gibbs自由能降低。
摘要:缓解全球气候变化和全球二氧化碳排放的途径导致化石燃料以可再生能源的发电而大规模替代化石燃料。向可再生能源的过渡需要开发大规模存储系统,以满足消费者的小时需求。本文概述了可用的储能系统,可帮助过渡到可再生能源。该系统被分类为机械(pH,CAES,流动,弹簧),电磁(电容器,电气和磁场),电化学(电池,包括电池电池),氢和热能存储系统。重点放在每个系统能够实现的能源存储的大小上,热力学特性,系统适合于系统的相关形式以及在充电和放电期间的相关形式以及能量消散。
c证明C.1定理3.1和3.2 C.2引理3.4的证明。C.3引理4.1证明。C.4引理证明4.3。C.5引理证明4.4。C.6引理证明4.5。c.7定理4.16 C.8定理的证明4.17 c.9定理的证明4.18 C.10定理5.4 C.11引理证明6.1。C.12引理6.2证明。C.13引理7.1的证明。 c.14定理7.4 C.15定理8.1和8.3 C.16引理证明的证据8.1 .. c.17定理11.1 C.18定理11.2 C.19定理证明的证明证明了定理12.2 C.20的证明。C.13引理7.1的证明。c.14定理7.4 C.15定理8.1和8.3 C.16引理证明的证据8.1 .. c.17定理11.1 C.18定理11.2 C.19定理证明的证明证明了定理12.2 C.20的证明。
最近的北极海冰迅速丧失激励了对北极海冰厚度的研究。描述冰厚性演化的全球气候模型需要北极海冰的准确空间温度曲线。但是,在整个北极ICECAP中测量完整温度曲线是不可行的。相反,通过从海底和卫星设备中获取数据可用来测量冰厚度。在本文中,我们开发了一种反向替代的观察者算法,以通过可用的海冰厚度和海冰表面温度来估算北极海冰模型的温度曲线。观察者以严格的方式设计,以将无盐度海冰模型的温度剖面估计误差提高到零。此外,提出的观察者用于通过数值模拟估算具有盐度原始海冰模型的温度曲线。模拟结果表明,我们的观察者设计在三天内成功地估计了海冰温度剖面,这比直接的开环算法快十倍。©2019 Elsevier Ltd.保留所有权利。
列中阶段缺乏翻译顺序,但具有方向顺序。nematic阶段已经在各种系统中发现,包括液晶,相关材料和超导体。在这里,我们报告了磁性列相,其中基部成分由磁性螺旋组成。我们使用谐振软X射线散射直接探测与磁性螺旋相关的阶参数,并找到具有复杂时空特征的两个不同的列型相。使用X射线相关光谱法,我们发现两个列型相之间的相边界附近,波动在多个不同的时间尺度上共存。我们的微磁模拟和密度功能理论计算表明,波动随着磁性螺旋的重新定位而发生的,表明自发对称性破裂和新的自由度的出现。我们的结果为表征外来阶段的框架提供了一个框架,可以扩展到广泛的物理系统。
氧合光合作用是地球上几乎所有生物量生产的原因,并且可能是建立富含多细胞寿命的复杂生物圈的先决条件。地球上的生命已经演变为在广泛的光线环境中进行光合作用,但具有一个常见的基本结构,该建筑的轻度捕获天线系统与光化学反应中心相连。使用轻度收获的广义热力学模型,再加上进化算法,我们预测了可能根据不同强度和光谱曲线而发展的光收集结构的类型。我们定性地重现了多种类型的氧光自养生体的天线系统的色素组成,线性吸收曲线和结构拓扑,并表明,在各种光明环境中,相同的物理原理在不同的物理原理中发展。最后,我们将模型应用于在类似地球的系外行星上存在的代表性光环境,预测氧气和无氧光合作用都可以在低质量恒星周围发展,尽管后者似乎在最酷的M-Dwarfs周围可以更好地工作。我们将其视为迈出基本生物学过程的一般进化模型的有趣第一步,并证明了假设生物学的本质超出地球具有意义。
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摘要:金属卤化物钙钛矿 (MHP) 将非凡的光电特性与半导体同类产品所不具备的化学和机械特性相结合。例如,它们表现出与单晶砷化镓相当的光电特性,但形成能却接近于零。MHP 的晶格能较小,这意味着它们在接近有机材料的标准条件下经历了丰富多样的多态性。MHP 还表现出与最先进的电池电极一样高的离子传输率。金属卤化物钙钛矿最广泛的应用(例如光伏和固态照明)通常将低形成能、多态性和高离子传输视为应消除的麻烦。在这里,我们通过将这些特性与其他技术相关的半导体进行比较来全面了解这些特性,以强调这种特性组合对于半导体的独特性,并说明如何在新兴应用中利用这些特性。M