关于如何理解物理量熵的若干思考

热力学作为物理学最难理解的一门分支学科,其改革与创新至关重要。通过热力学与电学之间的类比,引入了基于直觉认知的热荷和热荷量的概念,由此得出熵就是热荷量这一简单而明确的定义。其结果是,熵(热荷量)与热量这两个不同性质的物理量得以清晰地区分开来,从而不仅消除了热力学的抽象性,而且还消除了熵这个物理量之前在概念上的模糊性。以全新的面貌出现的热力学不但有利于我国广大科研和工程技术人员的理解、掌握、应用和创新,有利于提升我国的科技软实力,而且也有利于大、中学生的物理教学和热力学知识的普及。     

熵和热力学第二定律

热力学第二定律的建立和在热力学中引入熵的概念后的一百多年来,人们对熵这个物理量的认识在不断地深化,对热力学第二定律的理解也不断深入。熵的应用也已远远超出了热力学和统计力学的范畴,在信息理论、数学、控制论、概率论、天体物理、宇宙论、甚至生命等各个不同的领域,都相继引入了熵的概念。本文着重分析在热力学、统计力学、量子力学、信息理论和黑洞中的熵的概念,介绍在其他一些领域中熵的含义,讨论在一切物理变化过程中熵的含义所隐含的一致性,从而说明进一步理解熵和学习第二定律的重要意义。     

考虑热进口段时管内对流换热的熵产分析

利用热力学原理,在考虑热进口段时,分别就壁面热流恒定和壁面温度恒定两种情况,对管内对流换热进行了熵产分析。引入了熵产强度的概念,给出了对热进口段和充分发展段都适用的熵产强度计算式,讨论了由流阻引起的熵产强度和由温差引起的熵产强度及有关参数对总熵产强度的影响,并为换热器的优化设计提供理论依据。     

荷电旋量玻色气体热力学性质的研究

在平均场理论的框架下,讨论了荷电旋量玻色气体的热力学性质,结果表明系统的熵和比热容随朗德因子的增大而减小.熵和比热容均随温度单调增加直至饱和,并且它们随温度的演化没有出现相变点.     

传热学与电学问题的迁移类比研究：(1)理论基础

迁移类比是交叉学科研究的一种重要的创造性方法,恰当的迁移类比有利于认知并解决学科间相似问题,驱动交叉学科发展。从传热学与电学的发展渊源着手,论证了热电类比研究的可行性。基于传热学与电学的基础理论,详细分析了传热学与电学的相似性与差异性。对比研究发现,传热学与电学在中心物理量、中心物理量衍生量与场函数及其边界条件等方面具有相似性,在热荷与电荷等部分物理量、传热与导电机理上存在差异。依据电路与热路中物理参量的显著对偶关系,从电路角度迁移类比得到热路分析模型。热电类比理论的基础研究有望为电学领域一些传热学问题提供解决思路。     

外场协同强化扩散传质过程的唯象分析

根据非平衡热力学熵产生表达式中热力学力和流的定义，并结合不可逆过程中热力学力和流之间的因果关系，推导了热力学力和流之间的唯象表达式，由此分析得到：除化学势梯度及温度梯度(热扩散，Soret效应)能引起物质的扩散外，外场力也对物质扩散流产生贡献，其扩散传质流大小不仅与外场参量梯度大小及化学势梯度大小有关，还与它们的方向配合有关，即与外场同化学势场的配合有关，当外场梯度与化学势场梯度方向一致时，扩散传质流最大．     

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.     

论熵的物理意义

为了描述宏观过程的不可逆性而引入熵的概念，但总给人一种神秘的不太直观的感觉．作者着重沟通熵概念和热力学几率之间的联系，阐明熵的物理意义，以便对熵的概念有个更直观的理解．     

熵概念的进一步深化及应用

从热力学第二定律出发,阐明熵的物理意义,以便对熵的概念有个更直观的理解以及熵概念的泛化以及熵在无效能量、混乱、信息、生命科学中的作用.     

长期热环境中肿瘤生长与熵的关系研究

肿瘤是人类健康的危害之一。经过一个多世纪的研究。依旧没有有效的手段完全治愈肿瘤。热疗作为肿瘤治疗的一种手段。对肿瘤生长的抑制和治疗具有一定的效果。但热疗如何杀伤肿瘤组织的机制尚不明了。为了理解热对肿瘤细胞或组织的影响。本文采用宏观热力学物理量熵描述肿瘤这一特殊的热力学系统。生命系统将自身产生的正熵排出，并从外界吸收负熵以维持其结构或生命活动的有序。结合长期热环境下肿瘤生长的实验数据。对该过程中肿瘤系统内可能的熵变进行了半定量和定性分析。在长期局部温度改变的条件下，肿瘤系统内的熵变来源包括：①外界热量的输入；②细胞代谢；③化学势引起的扩散流；④肿瘤内液体流动的黏滞力做功等4个方面。结果发现。长期的热环境会使得肿瘤组织内的熵从多个来源增加而最终导致肿瘤生长的抑制和肿瘤体积的减小。该分析方法对于进一步研究肿瘤生长与环境的相互关系和治疗治疗方法的优化有着重要意义。     

Entransy and entropy revisited

Entransy, a recently developed concept, is the central physical quantity characterizing heat transfer processes not related to heat-to-work conversions. The entransy of an object pertains to the nature of the potential energy of heat in a thermal field and describes its heat transfer ability. In the present study, we revisit this concept, and develop its relationship to state and process quantities. This then enables a direct comparison to the more familiar concept, entropy, the central physical quantity in thermody- namics. The comparison helps to identify the role entransy has in heat transfer processes and highlight under what conditions state and process quantities related to entransy can be distinguished in such processes. As to embody the entransy loss due to work expended between the system and its environment for the irreversible heat conduction in gases, new quantities, available entransy flow and available system entransy are introduced. Both the entransy of solids and the available system entransy of gases are state quantities and their changes correspond to the entransy flow and the available entransy flow respectively. Thus there is no need to stress the difference between process quantity and state quantity in heat transfer.     

台商投资大陆的新趋势及前景展望

台湾投资大陆20多年的持续发展是台湾现代产业经济发展的必然要求，是区域经济一体化的必然趋势。加入WTO后，台湾在大陆投资的地域、形式、领域、金额等都呈现了一系列新特点，把握这些新特点，必将促进两岸经济的进一步融合，促进大中华经济圈的早日形成。     

宏观量的涨落及关联判定

利用统计物理学的观点,结合热力学基本关系式,研究了宏观量涨落的基本规律,得出了宏观量的涨落的计算方法及宏观量的涨落关联判定方法。     

熵--一个扩展了的物理学概念

熵是一个热力学概念,又是一个扩展了的概念,已经超出了物理学范畴.本文讨论了对熵概念的理解以及熵概念在信息论、生命科学、环境科学和社会问题等领域中的应用.     

视觉图像真实程度与学习量的折线法分析

依据学生在课堂学习中对视觉图像真实程度理解量的抽样统计,并通过折线法分析,近似地得到了学生学习量与信息熵之间的联系,计算出不同视觉图像的真实程度与学习量的比较熵值,为视图辅助教学提供了理论依据.     

局放放电联合检测中光-电信号与放电量关联关系的修正

基于实验室搭建的局部放电光-电信号联合检测平台,进行了4种典型缺陷下局放模拟检测实验,获取了局放的光信号和电信号。本文分析了两类局部放电信号与GIS模拟腔体内部的视在放电量之间的关系,同时,根据现场试验中,真实存在的一些影响因素对结果进行了修正,分别从不同气压下超高频（UHF）检测信号与视在放电量之间的关系和不同尺寸绝缘缺陷下光测法信号与视在放电量之间的关系两方面进行了修正。获取了气压对UHF信号影响的修正公式,取模拟腔体内气压3bar时,对修正值与实际测量值进行比较,得到除自由金属微粒缺陷（相对误差为14.4%）外,其它缺陷的相对误差均小于5%;获取了不同缺陷尺寸下对光测法信号影响的修正公式,选取各类缺陷的最小尺寸,对修正值与实测值进行比较发现,除自由金属微粒缺陷外,其他缺陷的相对误差均小于10%,验证了修正结果的可靠性。     

涨落在理想气体系统中的应用

理想气体系统是热力学研究的一种典型模型,通过研究理想气体系统,可以得到真实气体的一些主要性质.用统计物理学观点和热力学基本关系式,研究理想气体系统中宏观物理量的涨落及涨落关联函数,进而说明热力学系统宏观量的涨落与热力学系统的状态方程有关.     

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.     

有限时间热力学理论的特征及发展中几个重要标志

有限时间热力学是经典热力学的延伸和推广,是现代热力学理论的一个新分支。主要研究非平衡系统的有限时间中能流和熵流的规律。它既不同于20世纪30年代建立起来的不可逆热力学,又不同于工程热力学,有它自己鲜明的理论特征。现已广泛地应用于物理、化学和工程热物理等许多学科领域,建立了一系列相应的新理论。在有限时间热力学的发展过程中,内可逆卡诺循环模型、最大功率输出时的效率、基本优化关系、内可逆循环统一理论、不可逆循环理论等方面的研究起到了极其重要的作用。文中还结合相关的问题简述我们组在有限时间热力学研究中所做的部分工作和特色。     

熵概念研究

对熵进行了讨论,熵是物理学中的一个基本问题,通过熵的发展过程分析,建立了熵的层次性概念,用热力学方程分析了熵,并给出了熵的层次关系证明。结果表明,克劳修斯熵最小,玻尔兹曼熵居中,申农熵最大。