零温极限下气体等离子体的热力学性质
等离子体物理
2009-02-24 v1 综合物理
摘要
本文研究了低温低密度极限下气体等离子体热力学函数的极限结构。先前声称的显著趋势[High Temp. 19, 799 (1981)]被推至极端。在所讨论的极限下，当温度和密度趋于零而电子化学势保持恒定时，两个状态方程（热状态方程和量热状态方程）在其特殊形式（即热状态方程的和量热状态方程的）下获得了几乎相同的阶梯结构（“电离阶梯”）。同时，所有热力学微分参数（热容、压缩率等）获得了显著的类δ函数结构（“热力学谱”）。这种极限结构出现在电子化学势的一个固定（负）范围内（“内禀能标”），该范围的下限由主要电离势的值界定，上限由与物质升华能相关的值界定。所有可能复合体（原子、分子和离子）在其基态的结合能是唯一在此极限图像的有意义细节中体现的量，表现为每个阶梯的位置和值。气体零温等温线的极限阶梯结构是低温但有限温度和非理想性下气体等离子体状态方程中著名的“壳层振荡”的通用原型。同时，等离子体热力学的这种极限形式可作为在围绕该参考系的渐近展开（关于温度，而非密度）框架内严格推导著名的准化学方法（“化学图像”）的自然基础。
引用
@article{arxiv.0902.3708,
title = {Thermodynamic properties of gaseous plasmas in zero-temperature limit},
author = {Igor Iosilevskiy},
journal= {arXiv preprint arXiv:0902.3708},
year = {2009}
}
备注
4 pages, 6 figures, 16 ref. Submitted to European Thermodynamics Conference, Copenhagen, June 2009