連続体力学における国立標準技術研究所の熱力学表の問題

概要 熱力学は連続体力学と生体力学の基礎的なトピックであり、生理学的および生物学的プロセスへの幅広い応用があります。本研究は、現在の熱力学的取り扱いの2つの基本的な制限について対処します。第一に、米国国立標準技術研究所（NIST）によってオンラインで配布される熱力学表は、流体の特性を絶対温度 T および絶対圧力 P の関数として報告します。これらの特性には、質量密度 ρ、特定内部エネルギー u、エンタルピー h=u+P/ρ、およびエントロピー s が含まれます。しかし、相境界を越えるジャンプ条件の定式化は、ニュートンの運動の第二法則および熱力学の第一法則から導出され、ゲージ圧 p=P−Pr を使用します。ここで Pr は任意に選ばれた基準絶対圧力です。p と P を入れ替えることは無害ではなく、h および s を変更せずに u の NIST値を変えてしまいます。状態関数および支配方程式のために p を使うことは、標準熱力学表および連続体力学における相転換の分析での特定内部エネルギー u のために NISTのエントリを使用する問題を解決します。第二に、水や空気などの流体の自由エネルギーに関する構成モデルは、通常、標準熱力学の取り扱いでは提供されません。本研究は一連の構成モデルを提案し、適切に修正された NISTデータに対してそれらを検証します。