Термомолекулярна энергетика: исследование термодинамических функций и природы гистерезиса в процессах «сжатие-расширение» обычных и конфигурационных репульсивных клатратов

Abstract

У результаті виконання роботи отримано синтез уявлень про природу гістерезису в репульсивних клатратах з урахуванням теоретичних і експериментальних досліджень: співставлено експериментальні дані з гістерезису і теоретичні уявлення для процесів стиснення-розширення репульсивних клатратів. Напрацьовано рекомендації з вибору компонент репульсивних клатратів в залежності від їх функціонального призначення – акумулювання, дисипація або перетворення енергії. Отримано термодинамічні характеристики для репульсивних клатратів з різним рівнем гістерезиса: робота, теплота, ентропія, внутрішня поверхнева енергія, ентальпія, функція Гібса-Гельмгольца, потенціал Гібса. Проведено теоретичні дослідження фізико-електро-хімічних основ керування конфігурацією репульсивних клатратів (КРК) на молекулярному рівні; отримано аналітичні вирази для роботи, теплоти, ентропії і термодинамічних функцій стосовно конфігураційних репульсивних клатратів. Проведено пошук оптимального біфільного модифікатора поверхні пористої матриці та здійснено експериментальне дослідження дослідної комірки КРК. Розроблено рекомендації щодо синтезу конфігураційних репульсивних клатратів з заданими властивостями і характеристиками.As the result of the work the conception synthesis of repulsive clathrates hysteresis nature is received with subject to the theoretical and experimental researches: the hysteresis experimental data and theoretical concepts for the functionality compression-expansion processes are compared. The recommendations for the repulsive clathrate components choice are produced with subject to their functionality – accumulation, dissipation or energy transformation. The thermodynamic characteristics for repulsive clathrates with different hysteresis level are received: the thermodynamic work, heat, entropy, intrinsic surface energy, enthalpy, Gibbs-Helmholts function, Gibbs potential. The theoretical researches of physical, electric, chemical foundations of the repulsive clathrates (CRC) configuration on the molecular level are done; the analytical expressions for the work, heat, entropy and thermodynamic functions in confoguratiional repulsive clathrates are received. The optimal biphilic porous matrix surface modificator search is carried out and experimental investigation of research cell is done. The recommendations for the repulsive clathrates with required properties and characteristics synthesis are produced.В результате выполнения работы получен синтез представлений о природе гистерезиса в репульсивных клатратах с учетом теоретических и экспериментальных исследований: сопоставлены экспериментальные данные по гистерезису и теоретические представления для процессов сжатия-расширения репульсивных клатратов. Выработаны рекомендации по выбору компонент репульсивных клатратов в зависимости от их функционального назначения – аккумулирование, диссипация или преобразование энергии. Получены термодинамические характеристики для репульсивных клатратов с разным уровнем гистерезиса: работа, теплота, энтропия, внутренняя поверхностная энергия, энтальпия, функция Гиббса-Гельмгольца, потенциал Гиббса. Проведены теоретические исследования физико-электро-химических основ управления конфигурацией репульсивных клатратов (КРК) на молекулярном уровне; получены аналитическиие выражения для работы, теплоты, энтропии и термодинамических функций касательно конфигурационных репульсивных клатратов. Проведен поиск оптимального бифильного модификатора поверхности пористой матрицы и выполнено экспериментальное исследование опытной ячейки КРК. Выработаны рекомендации по синтезу конфигурационных репульсивных клатратов с заданными свойствами и характеристиками