超临界流体热容建模：一种声子理论方法

近期研究表明液体和稠密超临界流体支持高频剪切波。本文利用最新理论发现（液体声子理论）提出了超临界流体的一般热容模型。在该理论中，超临界流体的热容 $c_v$ 仅与无限频率剪切模量、Debye 弛豫时间以及超临界流体中纵模的最小长度有关，而与体系特定的结构和相互作用无关。本模型定量解释了临界点之上类液区和类气区的热容。同时，利用本模型计算了 6 种超临界流体（包括单原子流体 Ar、Ne 和分子流体 N2、CO、CO2、CH4）在宽温度和压力范围内的热容，在无自由拟合参数的情况下取得了高精度。该模型有两个优势：(1) 考虑了分子内振动的贡献，使模型适用于分子流体和高温区；(2) 该方法始于准谐 Debye 模型。因此，它不需要任何可调参数和热膨胀系数。此外，本文中刚性类液超临界区的 $c_v$ 模型可推广至分子流体的液相。