非作功能和熵的宏观含义

G.N.Hatsopoulos等把熵定义为dS=cd(E-E_(AV)),並认为熵的变化是系统不可用能变化的量度。本文指出这一定义和宏观意义的阐述存在着重大缺陷,韭从能量分析出发,引进非作功能E_(TO),它是一种只能以无序形态存在而不能转化为有序能的能量。进而作者把熵定义为dS≡cd E_(TO),熵的改变就是系统非作功能改变的度量。当选择c=1/T_0时,新定义的熵与经典的熵定义dS=δQ/T一致。     

相对论热力学中的温度、热量和熵

当时空经受洛伦兹变换时,温度变换的公式并不唯一确定。最简单最合理的温度变换式是T=T_0(1-β~2)~(1/2)。 传统上关于热量的变换公式δQ=δQ_0(1-β~2)~(1/2)不适用于有相对运动的物体间所传递的热量。因此,所有依赖于δQ=δQ_0(1-β~2)~(1/2)而推导出来的温度变换式,其推导方法都是有毛病的。 在求得热量δQ的一般变换式后,结合T=T_0(1-β~2)~(1/2)就可以证明一个一般热力学过程的总熵变恒大于零,并且与所选取的惯性参考系无关。就是说,熵是不变量且随时间单调地增加。     

△S_(物系)+△S_(环境)≥0不能判断自发过程的方向

不可逆过程不仅是自发过程,还包括非自发过程。因此,△S_(隔离)>0的过程是自发的,而△S_(物系)+△S_(环境)>0的过程就不一定了。几个算例说明了这一点。不可逆过程中能量耗散,原本可做有用功的能量没有做功,变成了热交换给环境,以此为原则,可计算△S_总(=△S_(物系)+△S_(环境)),它就是I.prigogine的熵产生。列举了几个算例。     

热力场论导引

目的 改进傅里叶定律q=-λ▽T使之适用于非稳导热,在热力场中创建相关的非稳导热方程.方法 建立热力场基本场量——矢量温度Θ(x,y,z,τ)积分表达式(δ)Θ/(δ)l =∫lm(δ)/(δ)l (▽T)dl.,改造傅里叶定律成为新导热定律q=-λ▽T+λ-m∫lm(δ)/(δ)l (▽T)dl.结果 由新导热定律出发,创建非稳导热方程——热扩散方程▽2T=(δ)2T/(δ)τ2+m-1/l(δ)T/(δ)τ.结论 分析热扩散方程的精确解——动态温度分布函数T(x,τ=x0/l(1-x2/l2)m-3/2▽T+T0,得到3个结论:1)热扩散速度u=ma/√2maτ+l20为有限值且随时间τ衰减;2)热扩散场中存在瞬变"热库"l0;3)熵增原理和熵增长率的表达式跟热力场的第四维坐标或其倒数线性相关.     

熵判据运用分析

以热力学第二定律为依据,从热功转换的方向和限度的研究中,得到了作为热学第二定律数学表达式的Clausius不等式为:ds≥(δQ)/T_源(1)(对某一有限过程:△S≥Q/T_源)将其应用于孤立体系可得推论:ds_孤≥0(2)(对某一有限过程:△S_孤≥0)(2)式其依据是将各类体系的体系与环境一并视为体系(孤立体系),故有△S_总=△S_体+△S_环而使(2)式能用于判别各类体系所发生的变化的方向和限度。简言之,对于熵判据有两个,即(1)式和(2)式,但它们是等价的,只是考虑问题的角度不同即对体系与环境的划分不同而已。如何来划分体系与环境,完全是人为的,以方便为原则。当然对同一问题而言,一旦划定     

试论黑洞结构的有序化

我们认为黑洞(BH)可能具有内部结构,且可能具有周期性的有序化结构。现论证如下。从统计热力学的研究得知:非平衡是有序之源。对于一个非平衡的开放体系来说,体系的总熵变δS应由两部分所贡献: δS=δ_iS δ_eS,(1) 其中δ_iS是体系内部本身的不可逆过程所引起的“熵增加”,δ_eS是体系与外界交换能量     

Al掺杂对Ni-Co-Mn-Sb合金马氏体相变和磁性的影响

在Ni-Co-Mn-Sb哈斯勒合金中掺杂少量Al以调节合金的磁热性质.未掺杂Al时,Ni_(46)Co_4Mn_(38)Sb_(12)在50 kOe的外加磁场下,马氏体相变温度间隔ΔT_(int)=12 K,在210 K时,磁熵变ΔS_m=6. 86 J/(kg·K),制冷量RC=64. 77 J/kg.掺杂少量Al后,Ni_(46)Co_4Mn_(38)Sb_(11. 5)Al_(0. 5)在50 kOe外场下,马氏体相变温度间隔ΔT_(int)=3. 5 K,在235 K时,磁熵变ΔS_m=18. 60J/(kg·K),制冷量RC=117. 95 J/kg.未掺杂Al时,10 kOe的低磁场下,Ni_(46)Co_4Mn_(38)Sb_(12)的磁电阻为-11. 85%,掺杂Al后,Ni_(46)Co_4Mn_(38)Sb_(11. 5)Al_(0. 5)的磁电阻为-82. 85%,合金的负磁阻效应明显增强.结果表明,适量Al元素掺杂可提高马氏体相变温度,缩短合金马氏体发生相变温度的间隔,大幅增大磁熵变,并因此提高合金的制冷能力.     

负绝对温度系统的热力学性质

<正> 由热力学第一、二定律得关系式dU=TdS+∑Y_1dx_i (1)式中,U、S、Y_i、x_(?)分别为系统的内能、熵、广义力、广义坐标,T 为系统的温度.由此得:((?))x_i=1/T (2)由(2),当 T>0,即通常的正绝对温度系统中,随内能增加,系统的熵增加;这是由于正温度系统,粒子的能级没有上限,因而当系统吸收能量后,粒子向高能级跃迁,无序性增大,从而系统的熵增加。     

Mn_(1-x)Bi_xCoGe合金的马氏体相变和磁热效应研究

MnCoGe添加部分元素形成的四元合金能使其结构转变和磁转变发生耦合,在马氏体相变过程表现出明显的磁热效应,进一步得到更大的磁熵变.我们利用氩气保护下的电弧熔炼方法制备了Mn_(1-x)Bi_xCoGe (x=0, 0.03,0.04, 0.05, 0.055, 0.06)系列合金样品.实验结果表明,随着Bi元素掺杂量的增加,样品的结构转变温度(T_M)向低温方向移动. Mn_(0.945)Bi_(0.055)CoGe合金(价电子浓度e/a=6.63)在室温附近发生一级磁-结构转变,在外磁场改变量为5 T时,获得的磁熵变大小为36.8 J kg~(-1)K~(-1),说明Bi元素的掺杂能有效调控MnCoGe合金的马氏体相变温度和进一步提高磁熵变.     

微波铁氧体0-π调制器最佳载波抑制度的研究

本文从提高微波铁氧体调制器的载波抑制度P _(?)出发,从信息空间到信号空间的一般映射过程中找出载波能量最大限度转移到边带的条件.并且对铁氧体调制器的转移条件进行了详细推导,得出引起线余载波因素的公式.P_(?)的计算值与实测值基本上一致.本文还推导出调制损耗公式,一般情况下,当调制器和激励器的参数:T_(12)、ρ_1、ρ_1、ρ_2、δ、τ_u/T,以及西△_+、△_-愈小,调制损耗L_M(db)就愈小多 在δ=0,T_(12)=1,ρ_1=ρ_2=0的理想调制情况下,得出L_N=.96 db,这是与任何0—π调制器的最佳调制损耗数值一致的.     

T= 0及T=-0状态的特性

本文讨论T= 0及T=-0状态的特性。由S(U)曲线推出T= 0是低温极限,而T=-0是高温极限。指出系统在这两种极限温度下,熵、内能和热容量的性质,并考查其热功转换特性。此外,讨论了包含这些极限温度的循环过程以及绝对零度不能达到等。     

非对称八顶点模型的标度定律

本文讨论一种非对称的八顶点模型(能量参数是0,2(J J'),2J',2J,J J',J J',J J',J J'),它与Baxter 八顶点模型(具有对称条件e_1=e_2,e_3=e_4)不同,在加上外电场后仍能严格求解,因而可求得全部临界指数:α=α'=0,β=1,δ=1,γ=γ'=0,ν=ν'=1,η=2.此结果说明,如果用p-p(T_(?))来定义临界指数(因为非对称模型是永久极化的,此p(T_c)不为零),即使对于非对称的二维八顶点模型,标度定律也是成立的。     

狭义相对论中温度变换的争论

Landsberg所指出的关于温度变换的佯谬是可解决的。关键在于两物体间的热传递是一种彼此相互作用的过程。可证明两个相对运动的物体,即使它们的静止温度相同,或各自能量保持不变,只要它们有热流往来就存在着阻尼力,合理的温度变换规律只能是T相似文献   

发动机矢量喷管作动器电磁阀非稳态热分析

为研究航空发动机矢量喷管作动器电磁阀在不通油工况达到可耐受最高温度的时间(超温时间),采用集总参数法对电磁阀进行非稳态热分析。分别以整个作动器壳体和电磁阀部件为研究对象,考虑了电磁阀与环境的对流换热与辐射换热,建立了电磁阀温度与时间的数学模型,研究了环境温度T_(wai)、冷媒初始温度T0两个参数对电磁阀温度随时间变化关系的影响。结果表明:电磁阀温度随着环境温度的升高而升高;超温(T*℃)时间随着环境温度的升高而缩短。在环境温度与加热时间相同的条件下,电磁阀部件的温度远高于壳体的整体温度。在T_(wai)为250℃的不通油工况下,当T_0为70℃时,电磁阀部件的超温时间为17 min,电磁阀壳体的超温时间为59分钟,当T_0为93.76℃时,电磁阀部件的超温时间为15 min,电磁阀壳体的超温时间为50 min。     

Ni薄膜的居里点和第二个磁性特征温度(Ⅰ)

用惯用的不同方法测量了较薄 Ni 膜的居里点,得到了下列结果:1.用转矩法测得的“居里点”θ_L 随测量磁场增加而提高,但除一小段中间区域外,在高磁场(数千 Oe 以上)和低磁场(数百 Oe 以下),θ_L 基本上不随磁场而变。2.θ_(L∞)≈θ_p=θ_k,其中θ_(L∞)表示,在强磁场中测得的θ_L 值,也就是居里点;θ_p 和θ_k 分别表示铁磁性引起的附加负电阻ΔR和电阻在强磁场中的各向异性消失的温度。θ_(L∞)随膜厚度减少而降低。3.磁膜具有明显地不同于居里点的第二个磁性特征温度 T_0,它等于■其中和θ_R和θ_s分别为电阻和.Hall电压随温度T的变化奉与T的关系中出现的峰所对应的温度;θ_m为磁电阻效应与温度的关采中出现的峰听对应的温度;e二为强磁塌中,Hall电压随磁埸的变化率与温度的关系中出现的峰所对应的温度:θ_L0为在弱磁锡中侧得的θ_L值.T_0低于居里点.T_0和θ_L∞----T_0分别随膜厚度减少而降低和提除上述关于居里点和T_0的桔果以外,还得到了下面的桔果:1.△R(T)=CR_11----1(T),其中与R_11----1是平行于膜面的强磁踢平行和垂A于通过膜的电流方向时的电阴值之差;C是常数。C=40-100 (500-50A)。2.退磁伏态NI膜的磁化分布值到200-300~0C(相似文献   

Pr2Fe17-xSix合金的磁热效应

用电弧熔炼法制备了Pr2Fe17-xSix(x=0,0.1,0.15,0.3)系列合金,用粉末X线衍射和磁性测量研究样品的结构、磁性、磁熵变及绝热温变.结果表明:Pr2Fe17-xSix系列合金的晶体结构为Th2Zn17型菱方结构;随着Si含量的增加,居里温度由x=0时的290K提高到x=0.3时的328K;外加磁场为1.5T时,磁熵变由x=0时的2.39J/(kg.K)降低到x=0.3时的1.67J/(kg.K),但绝热温变没有显著变化.     

PdY合金氢化反应热力学函数的理论研究

在Pd和Y原子相对论有效原子实势和基函数SDD下,使用密度泛函理论B3LYP方法计算得到PdY和PdYH(D,T)分子的结构、光谱数据、能量E、熵S等性质.计算固体PdY和PdYH(D,T)的能量和熵时,近似以气体分子的电子能和振动能代替固体分子的能量,用电子熵和振动熵代替固体分子的熵.在此近似下,计算了不同温度下PdY合金与氢同位素气体反应的热力学函数,得到氢化反应温度与平衡压力的关系式.     

钙钛矿La0.7CexBa0.3-xMnO3的磁热性能研究

【目的】通过固相反应法制备La_(0.7)Ce_xBa_(0.3-x)MnO_3(x=0,0.05,0.10,0.15,0.20)的钙钛矿锰氧化物,研究Ce元素的不同掺杂量对原体系磁热性能的影响。通过Ce元素的掺杂,来调节原体系过高的居里温度以及改善体系的磁热性能。【方法】通过X射线粉末衍射的方式确定其单相结构,并使用振动样品磁强计对钙钛矿样品进行磁性能的测试。【结果】La0.7CexBa0.3-xMnO3(x=0,0.05,0.10,0.15,0.20)的居里温度分别为342.1K,319.8K,270.0K,244.3K和199.7K。在0~2T的外磁场下,该体系的最大磁熵变分别为2.54J/(kg·K),2.32J/(kg·K),2.51J/(kg·K),2.03J/(kg·K)和1.87J/(kg·K),且最大磁熵变都在居里温度附近。【结论】随着Ce元素掺杂量的增加,化合物居里温度逐渐降低;而最大磁熵变则呈先减小后增大又减小的趋势。同时由Arrott曲线判断这5个样品的相变都是二级相变。当Ce元素的掺杂量为0.05~0.10时,该体系的居里温度在室温附近,且最大磁熵变仍保持较大的值。     

变系数系统的ЛУРЪЕ问题

本文应用大系统分解理论讨论了下面的变系数的鲁里叶问题:dx_s/dt=-a_(sδ)(t)x_δ+suma_(sj)(t)+h_s(t)f_s(σ) fromj=1to n (j≠s) (s=1,2,...n),其中σ=sumC_i(t)x_i from i=1to n,f(0)=0我们得到了此非线性变系数系统的全局稳定性的充分条件,这里所使用的方法比较简单,不需要复杂的代数运算,在应用上也比较方便。     

非线性等转化率的微、积分法及其在含能材料物理化学研究中的应用Ⅶ. HHTDD的热分解

目的揭示2,4,6,8,10,12-六硝基-2,4,6,8,10,12-六氮杂三环[7.3.0.0~(3.7)]十二烷二酮-5,11(HHTDD)的放热分解动力学行为和对热抵抗能力。方法用高灵敏布鲁顿玻璃薄膜压力计研究空、高温低装填密度条件下HHTDD的熟分解过程。由热分解气体的标准体积(V_H)对时间(t)的关系曲线,得到HHTDD在不同温度下热分解反应的初速(W_0)、极大速度(W_(max))、诱导期(t_(in))、半分解期(t_(1/2))、极大速度到达时间(t_(max))、极大速度常数(k_(max))和平均叠合系数(k_(dh))。用非线性等转化率微、积分法所得的表观活化能E_α校验由lgx(x=W_0,W_(max),t_(in),t_(1/2),t_(max),k_0,k_(max),k_(dh))-1/T关系得到的表观活化能E_a。借助不同加热速率(β)下非等温DSC曲线离开基线的初始温度(T_0),onset温度(T_e),峰顶温度(T_p),Kissinger法和Ozawa法求得的热分解反应的表观活化能E_K和E_O)和指前因子(A_K),微量热法确定的比热容(C_p),以及密度(ρ),热导率(λ)和分解热(Q_d,取爆热之半)数据,Zhang-Hu--ie-Li公式,Hu-Yang-Liang-Xie公式,Hu-Zhao-Gao公式,Zhao-Hu-Gao公式,Smith方程,Friedman公式和Bruckman-Guillet公式,计算HHTDD在β→0时的T_0,T_e和T_p值(T_(00),T_(e0)和T_(p0))、热爆炸临界温度(T_(be)和T_(bp))、绝热至爆时间(t_(TIad))、撞击感度50%落高(H_(50))和热点起爆临界温度(T_(cr))。结果 E_α与各特征值所得的对应E_a间的相对误差在±5%以内。得到了评价HHTDD热安全性的结果:T_(SADT)=T_(e0)=456.91K,T_(SADT)=T_(p0)=460.30K,T_(be0)=467.58K,T_(bp0)=470.03K,t_(TIad)=10.7s,H_(50)=20.40cm,T_(cr)=441.30K。结论 HHTDD有好的对热抵抗能力。