社会分工与熵变

将热力学概念引入到亚当斯密的社会分工理论中,建立了数学模型．通过数学模型计算得出了社会分工愈细,熵值愈小的结论．并首次提出了社会生产系统的微观状态概念．     

熵的概念及其拓展

本文首先追溯了克劳修斯如何提出热力学熵的概念;其次阐述了统计熵,负熵,信息熵的发展,最后将热力学熵和信息熵的定义进行拓展,得到广义热力学熵和广义信息熵的定义及其意义.旨在通过本文的讨论促进人们对熵概念的理解和应用.     

环境流体中的熵平衡方程和动力熵产生

熵平衡方程是非平衡态热力学的基础.但是目前的经典熵平衡方程,内能中不合理地隐含着流体微团组分相对于质心运动的动能,并非热力学意义上的平均分子运动动能.文中以内能仅为平均分子运动动能概念为出发点,重新推导得到了修正的熵平衡方程.在熵平衡方程中导入动力熵产生,使熵平衡方程能以显式表述动力过程.这时熵平衡方程不仅描述了一个热力学系统的不可逆过程,而且描述了动力可逆过程所造成的系统熵变化.使熵平衡方程能描述热力学系统状态和发展方向,更为合理且更具有普遍性.     

生产力决定论唯物史观之统计热力学原理——兼析“李约瑟难题”与“钱学森之问”

<正>本研究尝试根据构建之量子政治经济学原理~([1])暨马克思生产力函数体系~([2]),以统计热力学~([3])分析人类社会两部类生产经济系统,诠释生产力决定论唯物史观,以及哈耶克"自发秩序原理"~([4])。克劳修斯-玻尔兹曼揭示了孤立的热力学系统的熵趋于最大化并且是一个自发的过程,此熵增原理运用于经济社会系统,发现内生增长理论的AK模型~([5])表征了经     

氨合成反应中的热交叉现象及其热力学耦合机制

为了从全新的角度给出氨的工业合成反应的热力学解释,基于对传热过程与广义做功过程构成的准孤立系统所满足的全相位熵产率方程进行熵产分析,揭示了氨合成反应中蕴含了自发传热过程与非自发化学反应过程之间的热力学耦合,并以此为基础建立了氨合成反应中广义功(即吉布斯自由能)与温度、放热强度之间相互关系的数学模型.对该理论模型的分析表明,在氨的工业合成中,无论是加大反应系统与外部环境之间的温差,或者增加反应系统的冷却换热强度,均可以提高氨的工业合成效率.     

热力学中的绝对熵

一般认为热力学中只能定义熵差,只有在统计物理中才能定义绝对熵.实际上由不确定关系确定热力学系统基态,在热力学中也可以确定绝对熵.     

孤立系统中熵减的必要条件和化学反应

化学反应是非常复杂的,其包括振荡、凝聚、催化剂和自组织等.对这些情况熵的变化可以是增加或者减少.热力学第二定律是基于孤立系统和统计独立性.如果在系统中由于内部相互作用存在涨落放大,则可能出现熵减.在孤立系统中熵减的必要条件是存在内部相互作用.在化学反应中有各种内部相互作用,这样在一个孤立系统中具有熵减的某些有序化过程是可能的.     

不可逆过程中熵变问题的讨论

对理想气体的熵变、热传递过程中物体的熵变以及热源的熵变、相变过程中的熵变进行了分析与讨论,归纳总结出几个比较典型的不可逆过程中热力学系统熵变的计算方法,以解决熵概念理解及熵变的计算问题.     

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。     

热力学非线性区最小熵产生原理和热力学稳定性

经典的非平衡态热力学只能在热力学线性区证明最小熵产生原理,无法在非线性区证明该定理.将热力学熵平衡方程同动力学方程组结合,使最小熵产生原理能够在热力学非线性区得以证明,使之成为非平衡态热力学线性区和非线性区都成立的普遍原理.经典的非平衡态热力学超熵未包括宏观动力过程.必须引入广义动能修正超熵才能作为系统的Lyapounov稳定性函数.但是考虑了动力过程的理想流体负超熵可以直接作为系统的Lyapounov稳定性函数,而且证明导致系统不稳定的原因是流体宏观参数扰动同宏观过程相互作用的结果.对于环境流体这个Lyapounov稳定性判据是目前得到的普遍的稳定性判据.     

信息论与热力学函数

介绍了信息论的有关概念和最大信息量公式,阐明了“不确定性”Ｕ是一种状态函数,它与热力学的状态函数相当,并导出了维纳（Ｎ．Ｗｉｅｎｅｒ）关于信息量是负熵变的公式,由此得到熵函数的信息论表达式：Ｓ＝－ｋｎｉ＝１ＰｉｌｎＰｉ．从上式出发,用信息论的方法导出了统计熵的公式（正则系综）：Ｓ＝ｋＴｌｎΦＴＶ＋ｋｌｎΦ．该式和统计热力学方法导出的Ｓ公式完全一致．并进一步导出了体系的自由能Ｇ、焓函数Ｈ、功函Ａ、内能ｕ等热力学函数的配分函数表达式．表明可以用信息论的方法和原理来讨论化学热力学的问题,从而阐明了现代科学技术的综合化发展的趋势．     

不可逆过程的基本方程和熵增率

文章对热力学系统内进行的不可逆过程——热传导和扩散等输运过程的性质进行了分析，并对系统的熵的变化从熵流密度和局域熵产生率两个方面进行了比较详细的讨论，给出了具体的不可逆过程求熵流密度和局域熵产生率的具体表达式，这对研究热力学不可逆过程的进行是很有帮助的．     

Entropy equilibrium equation and dynamic entropy production in environment liquid

The entropy equilibrium equation is the basis of the nonequilibrium state thermodynamics. But the internal energy implies the kinetic energy of the fluid micelle relative to mass center in the classical entropy equilibrium equation at present. This internal energy is not the mean kinetic energy of molecular movement in thermodynamics. Here a modified entropy equilibrium equation is deduced, based on the concept that the internal energy is just the mean kinetic energy of the molecular movement. A dynamic entropy production is introduced into the entropy equilibrium equation to describe the dynamic process distinctly. This modified entropy equilibrium equation can describe not only the entropy variation of the irreversible processes but also the reversible processes in a thermodynamic system. It is more reasonable and suitable for wider applications.     

Entropy budget of the earth, atmosphere and ocean system

The energy budget in the system of the earth, atmosphere and ocean conforms to the first law of thermodynamics, namely the law of conservation of energy, and it is balanced when the system is in a steady-state condition. However, the entropy budget following the second law of thermodynamics is unbalanced. In this paper, we deduce the expressions of entropy flux and re-estimate the earth, atmosphere and ocean annual mean entropy budget with the updated climatologically global mean energy budget and the climatologically air-sea flux data. The calculated results show that the earth system obtains a net influx of negative entropy (-1179.3 mWm-2K-1) from its surroundings, and the atmosphere and the ocean systems obtain a net input of negative entropy at about -537.4 mWm-2K-1 and -555.6 mWm-2K-1, respectively. Calculations of the entropy budget can provide some guidance for further understanding the spatial-temporal change of the local entropy flux, and the entropy production resulting from all kinds of irreversible processes inside these systems.     

广义正则统计算符与非平衡过程热力学

本文简要介绍Robertson引入的、适用于非线性区(远离平衡状态)的广义正则统计算符,并给出非平衡态熵的表式。着重运用广义正则统计算符简洁、明了地推证了非平衡热力学中的两个重要定理:最小熵产生定理和超熵判据判据公式。在推导过程中,仅作了局域平衡的假定。     

熵变原理与生态系统

<正>现代生态系统是以人类为中心的自然生态系统和社会系统的综合系统。从热力学的观点看,生态系统中生物与环境的物、能交换必然引起系统熵的变化。本文试从非平衡热力学原理的角度讨论生态系统与熵的关系,根据熵的变化来判别系统不可逆过程的方向,解释生态系统中的生物包括人类在内生存、发展的客观规律,并进一步阐明生态系统的有序结构,评价现代生态系统的经济效益。     

癌细胞和正常细胞熵产生的对比分析及在癌症治疗中的应用

依据非平衡热力学,对细胞内的熵产生率进行了计算,并对癌细胞和正常细胞的熵产生进行了对比分析,证明了在通常条件和无外场作用情况下,癌细胞的熵产生率高于正常细胞.但在电场和超声场作用下有可能使正常细胞获得较高的熵产生,因而发生熵流方向的倒转.考虑到信息量是熵在高维相空间中向低维子空间的投影,熵流方向倒转将避免癌细胞的有害信息向周围正常组织的扩散.提出利用方波脉冲电场和低频低强度超声场于癌症理疗的可能性.     

熵增意味着能量的贬值

从热力学与统计物理学的观点说明：系统熵的增大就意味着能量可利用程度的减小,或者说伴随着熵增的是能量的贬值。