于海宁 石家榕 李红玉

（山西能源学院 基础部，山西 晋中030600）

1 概述

Tsallis 于1988 年提出的非广延统计理论已广泛应用于很多物理学领域，非广延参数q≠1 体现了非广延效应。例如，自引力系统的非广延参数q 具有明确的物理意义，与系统的不等温性直接相关，长程相互作用最终体现为q≠1 的结论已被日震测量所证实。

非广延性对实际气体的热力学过程存在一定的影响。本文研究低温下的双原子气体，利用实验数据（定压热容量与定容热容量之比γ、声速v）给出了参数q 的两个唯象表达式。第2 部分中，我们利用双原子理想气体的Tsallis 非广延统计理论给出只含有一个自变量γ 的q 值表达式，结合N2、O2和CO 气体的实验数据进行分析。第3 部分中，研究声速的非广延理论，给出了q 的另一个唯象表达式，结合空气声速的实验值进行分析。第4 部分是结论。

2 刚性双原子非广延气体的热容量

对于经典的理想气体，通常假设了气体分子之间是没有任何相互作用的。然而，实际上任何气体分子之间都存在引力，但由于这种引力非常小，一般可以完全忽略不计。特别地，当气体处于低温状态时，分子的动能要比常温时小得多，所以此时分子间的势能就比常温状态时重要得多了。

在此情形下，气体的性质同标准的理想气体模型就有了更多的偏离。因此，我们就可以尝试着用Tsallis 非广延统计来对它进行修正。

当气体的温度为常温及以下时，分子振动和电子运动都被冻结在基态，对热容量几乎没有贡献。……