特性函数与配分函数

<正> 引言 特性函数和配分函数分别为热力学和统计物理中的二个重要函数,它们对热力学状态的描述有重要意义。本文通过讨论在闭系(粒子数不变的系统)中两者之间的内在联系将它们作统一描述,并由此强调了自由能的重要性。 马林(Massieu )在1869年证明,在独立变数适当选择之下,只要知道一个热力学函数,就可以通过求偏导数而求得均匀系统的基本热力学函数(即物态方程、内能和熵),从而将均匀系统的平衡性质完全确定。这个热力学函数称为特性函数,相     

流化床非平衡态热力学分析模型

用非平衡态热力学的分析方法分析了流化床系统的熵、熵产生、熵流,讨论了流化床系统的热力学分支和耗散结构分支,论证了流化床系统的能量最小原则,使热力学第二定律同流化床理论研究有机地相结合。建立了鼓泡流化床的数学模型和过渡态判据。热力学第二定律的引入,使热力学和流体动力学与流化床理论研究、耗散结构分支与系统运动形式的多样性、系统总体稳定与局部非稳定在理论描述上相统一。     

什么是黑洞热力学第零定律

通常认为黑洞热力学第零定律是指“稳态黑洞视界面上的表面重力是一个常数.它相应于通常热力学中,处于热平衡的系统各点有相同的温度.然而真正的第零定律应该是指“热平衡具有传递性”,由此可以证明存在一个表征系统热性质的态函数“温度”.“处于热平衡的系统各点有相同的温度”,只不过是第零定律的一个推论.实际上,热力学第零定律是一条普适的定律,不管系统是否达到了热平衡,第零定律总是成立的.因此,我     

电磁介质系统的内能和吉布斯函数

用系统的内能和总能量两个概念解释并消除了热力学和统计物理中电磁介质在外场中热力学基本方程的差别。用通用特征函数导出当自变量为T,P,M时的特征函数为U,即吉布斯函数G。当系统自变量为T,P,H时的特征函数为U。从而可把热力学和统计物理中对该系统的热力学讨论统一起来。     

对温度定义的探讨

本文从判断两系统是否处于热平衡为出发点,指出了温度的热力学定义的缺陷;从比较两系统的分子热运动强度方面讨论了温度的经典统计定义的局限性,并提出了普遍适用的温度的经典统计定义方法。     

弦/M-理论中黑膜热力学及相变

宏观引力系统,比如黑洞,与非引力系统在热力学方面很不一样,其态函数熵与温度本质上是量子的,没有经典对应,因此对应的热力学在一定意义上来说本质上也是量子的,这为探讨量子引力提供了一个重要窗口.本文综述讨论作者及其合作者近期一系列有关黑洞的高维推广黑膜（超弦/M-理论中的基本动力学客体）的热力学相、相变及相关的临界现象的工作,希望为建立M-理论的完整理论框架提供重要的非微扰信息.     

热力学的理论美

从经典热力学的发展、经典热力学的理论结构和理论内容来分析其所蕴含的科学美感,在理论公式、定律、定理及物理意义和影响等方面进行讨论其简洁美、对称美、和谐统一美、外在的形式美和内在的内涵美,并论述了热力学的审美在科学创造中的作用.     

C60晶体的分子结构相变

考虑C60晶体两种成取向构成的双能级系统,探讨了4个热力学函数在C60晶体中的一阶相变和二阶相变两侧的变化规律,详细讨论了熵和体积随温度变化对各个热力学函数的影响。     

C_(60)晶体的分子结构相变

考虑C60 晶体两种最优取向构成的双能级系统 ,探讨了 4个热力学函数在C60 晶体中的一阶相变和二阶相变两侧的变化规律 ,详细讨论了熵和体积随温度变化对各个热力学函数的影响     

焦耳-汤姆孙实验的热力学注记

根据热力学理论 ,讨论了不同种类的气体产生的焦耳 汤姆孙效应 ,回答了节流过程为何与临界温度有关 ,并给出了转换温度的物理意义 .     

概率函数中βεi因子乘积的符号与能谱结构

首先一般地论证了因子乘积βεi≥0，然后分别对Bose系统和Fermi系统论证了因子乘积βεi≥0，在此基础上进一步论述了正能谱系统必然属于正能谱（或正温度）热力学，而负能谱系统必然属于负能谱（或负温度）热力学，最后讨论了概率函数的对称性。     

AOD法冶炼不锈钢过程中Ar/O_2值的确定

用热力学方法研究AOD法冶炼不锈钢过程,讨论脱碳与保铬的关系,这对冶炼过程选择合理的Ar/O_2值有很重要的意义。合理地选择Ar/O_2,可以防止吹炼去碳时铬被过量烧损,保证有效地节约氩气,调整熔池温度,使操作顺利进行。 为进行讨论所采用的热力学数据如下:     

关于热力学基本方程及其应用的讨论

热力学基本方程dU＜TdS—dA是从热力学第一定律和第二定律推导出来的。对于封闭、均匀的PVT系统，热力学基本方程写成dU＜TdS—PdV（1）可逆过程取等号，T、P是系统的温度和压强；不可逆过程取不等号，T代表热源的温度，P代表外界作用在系统上的压强。在实际应用中，常将热力学基本方程表述为dU＝TdSPdV（2）方程（2）适用于可逆过程是毫无异议的，是否也可用于讨论不可逆过程的热力学问题，如果不能用于不可逆过程，函授教材中为什么用它来研究不可逆过程的热力学问题（如求理想气体绝热自由膨胀和节流膨胀等过程的搞变），初学者…     

无外磁场时 一维准晶Ising模型的严格解

本文利用Kramers和wannier的矩阵方法研究了零磁场下一维准晶Ising模型的热力学性质。在基态时讨论了错配(mismatch)键现象。在有限温度下给出了热力学函数的严格的代数解,并得出了该系统不存在长程有序相的结论。     

薄膜系统中Maxwell关系式的应用

通过Ｌｅｇｅｎｄｒｅ微分变换得出以温度、压力和表面积为独立变量时的热力学特性函数，应用相应的Ｍａｘｗｅｌｌ关系式讨论了薄膜系统的表面张力的内能。     

电触头表面劣化的热力学分析

讨论了温度对熔池气体溶解度的影响;研究了触头表面裂化现象．结果表明：由熔池气体形成气泡的不同运动形式是触头表面形成各种劣化形貌特征的直接原因,而触头材料中杂的存在是熔池气体形成气泡的根本原因．因此,也是触头表面发生裂化的主要原因．此外,通过对热力学平衡常数物理意义的讨论表明：氧化物的分解温度不能作为银金属氧化物中金属氧化物热稳定性的判据,真正的判据是热力学平衡常数．     

温度的热力学概念与温标的确定

在化学原理教学中,教师和学生通常会忽视对温度概念的深究,对热力学第零定律与温度的热力学概念的关系更是很少涉及,对温标的讲解也大都过于肤浅。本文就温度的热力学定义、不同温标体系的确定等方面的问题进行详细的讨论。     

基于内变量热力学的黏弹性本构方程及其基本性质研究

黏弹性变形在沥青混凝土、聚合物等材料中广泛存在,也是岩石材料时效变形的重要组成部分.基于Rice不可逆内变量热力学框架,讨论材料黏弹性变形行为.引入一组内变量表征材料系统内部结构的变化,通过给定余能密度函数和内变量演化方程推导出黏弹性本构方程.方程能包含经典黏弹性模型的本构方程,而且可描述材料的非线性黏弹性变形.对本构方程所基于的基本热力学方程性质进行讨论,表明在约束构型空间中热力学力和内变量之间要满足一定的共轭关系,所建构的本构方程才能刻画材料的黏弹性变形行为;证明了在约束构型空间中流动势函数随时间单调递减;同时指出在统计力学层面流动势函数与表征材料状态的概率密度函数有关.     

负能谱中的黑洞热力学

根据LandauLD的负能谱论述,论证了高密度自引力系统是实际存在的负能谱系统,进一步以负能谱理论研讨了黑洞的视界温度、熵以及熵的演化.最后,讨论了黑洞的热力学第三定律.     

具有长程相互作用XXZ铁磁体链的热力学性质

采用平均场Jordan-Wigner变换分析,研究外场中且具有Z方向均匀长程相互作用自旋-1/2 XXZ铁磁体链的热力学性质,得到了系统的亥姆赫兹自由能、内能、比热、磁化强度、磁化率等热力学量的解析表达式及其数值解,并讨论了有限温度时系统的相变.在退化条件下的结果与其他文献的结果相符.