休克状态：来自关于气体混合物的几个世纪历史法在实验中失败了

帕特里克韦恩，谁收到了博士学位。来自美国机械工程系，是这项研究的主要作者。

根据新墨西哥大学团队领导的一项新研究，几个世纪历史的关于气体混合物行为的法律不适用于冲击波的存在。

该发现可能对所有涉及暴露于冲击波的气体混合物的一切潜在影响，例如，在发动机中的燃烧期间。这也与常规和核爆炸，超音速喷射，气体冷却核反应堆植物和惯性密闭的融合相关。

“我们的研究发现，用于预测气体混合物特性的古典法律未能在相当普遍和实际的重要情况下工作。” - Peter Vorobieff说。

结果最近发表在论文中，“达尔顿和阿迈特的法律失败了科学推进的冲击繁殖”。本文的作者是Patrick Wayne，Daniel Freelong，Gregory Vigil，Timothy Clark，Peter Vorobieff和C. Of Machion Engineerning系的C. Randall Truman; Sean Cooper，J.Mike Walker '66德克萨斯州A＆M大学机械工程系;航空工业大学机构航空公司迪伦西蒙斯; Ignacio Trueba-Monje，航空航天工程系，俄亥俄州州立大学;俄罗斯科学院高温联合研究所Vladimir Vorob'ev。

在未进行的研究中进行的研究涉及预混合两种气体，急剧不同的性质：轻质氦和重和粘稠的硫化锂。该团队的特征在于所得混合物的性质，其与经典理论很好，然后引入了冲击波，并在几毫秒内测量了冲击加速介质的温度和压力 - 在正常术语中思考短时间，但与与冲击波通道相关联的时间尺度相比，长间隔。研究人员发现，冲击压缩后的温度和压力没有与两种古典理论法中的任何一个预期的预期界定 - 道尔顿或阿迈拉特的预测。

法国物理学家Emile Hilaie Amagat从1880年的部分体积定律，气体混合物的总体积等于各个气体占据的部分体积之和，如果它在混合物的温度和压力下存在。在1802年，科学家John Dalton表示，非反应气体混合物中的总压力 - 在恒定温度和体积处 - 等于组分气体的部分压力之和。

“我们的研究发现，用于预测气体混合物特性的古典法律未能在相当普遍和实际重要的情况下工作，”Vorobieff说。

他说，分歧的原因是既不能够准确地描述分子水平发生的情况。从动力学分子理论的时间尺度的简单考虑，以及它们如何受冲击加速的影响，似乎至少提供了对实验观察的定性解释。Vorobieff表示，虽然这是一个坚实的第一步，但尚未确定最终的影响，并且需要进一步研究。可能的影响可能意味着引擎等机制的设计变化，以考虑冲击波如何影响气体混合物特性。

“我们的工作表明，古典气体混合物理论不适用于震动加速和可能的其他可压缩流动，”Vorobieff说。“我们必须用更多的气体混合物进行实验和更广泛的条件来探索问题的范围，并制定解释我们观察的理论。”

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参考：“Dalton和Amagat的法律失败了震荡传播的气体混合物”，P. Wayne，S. Cooper，D. Simons，I. Trueba-Monje，D.Freelong，G.Vorong，P.Vorobieff，Cr Truman，V.Vorob '2019年12月6日的EV和T. Clark，科学推进.DOI：
10.1126 / sciadv.aax4749

该项目的资金由国家核安全管理局提供。