关于熵函数导出方法的研究——Carnot循环导出法的改进

对现行教材中熵函数的传统导出方法进行了评述，指出成为难点的原因是：冗长的推导，否定性的叙述使学生不适应；数学抽象的逻辑思维使学生不习惯以及讲授时没能紧扣热二律的律文。在此基础上，提出处理这段教材的改进措施，并进一步提出对熵函数导出方法的根本性的变动，归纳为七种导出法。     

蒸馏过程热力学分析方法研究

本文从节能的目的出发,利用有效能基本概念,把热力学第一定律与热力学第二定律结合,给出了便于蒸馏过程节能分析的热力学效率定义,並阐述了蒸馏热力学效率计算的有关问题。给出了一种利用有效能图,热力学效率进行蒸馏过程热力学综合评价的方法。     

硫酸盐固体电解质探头与对硫酸铜的热力学研究

本研究的目的是为了发展一种在线测定的探测器,测定工业生产中常见的二氧化硫的浓度.首先研究了Ag_2So_4-Li_2So_4体系。在高达10％的二氧化硫浓度下,该体系的电导率仍与浓度无关.电导率与相图的对应关系很好.在氧存在的条件下可用这种电解质测定含量在10％以下的二氧化硫或三氧化硫·用于硫酸铜的分解研究其所得结果与文献中其他方法比较,相差在3％以内.     

"热寂说"、"宇宙"和宇宙

对批判"热寂说"的三种说法做出评论.指出"大爆炸"理论所描写的我们所在的这个"宇宙"与无限的宇宙是不同的.对于无限的宇宙,"热寂说"不成立."大爆炸"理论所描写的我们的"宇宙",有可能趋向"热寂状态",也有可能不会趋向"热寂状态".     

卡诺定理和热力学第二定律须正确扩展

热力学是一门依靠大量科学实验的事实发展起来的近代科学学科.在19世纪经典热力学有过它的辉煌年代,曾经是当时科学发展的一个典范.卡诺定理和由此建立起来的经典热力学第二定律,其正确性不容任何形式的否定.但由于近百年的欠发展,如今热力学成为比较罕见的谬误相对集中的学术领域.当前对卡诺定理和经典热力学第二定律的否定,大体上可以分为两种：一种是比较直接的反对,或声称得到了第二类永动机;另一种是通过篡改或混淆热力学熵函数的定义,或利用根本不存在的＂麦克斯韦妖＂等（包括声称为＂证明热力学第二定律＂的形式）来进行否定.为驳斥谬误,通过一种改变内部热容的卡诺热机的详细描述,证明：卡诺定理和经典热力学第二定律不可能也不容否定.同时指明：它们必须正确地加以发展成为扩展卡诺定理和普适化热力学第二定律.     

考虑传热效应的回热式空气热泵循环性能分析

用有限时间热力学方法分析实际热泵循环热泵循环性能,计入工质与高,低温热源间换热器和回热器的热阻损失及压缩机,膨胀机中的不可逆损失,导出了变温热源不可逆闭式回热式空气热泵的供热率和供热热与循环压比间的解析式,并给出了详细的数值算例。     

夹克泡沫保温管道结构热效应分析

研究了夹克泡沫保温管道在保持钢管、泡沫层和夹克管同步变形时,钢管与泡沫、泡沫与夹克间接触面的剪切力,横截面上各部分轴力、应力以及轴向变形。结果表明,各接触面剪切力略大于管道所处环境与夹克间的摩擦阻力,在实际生产中应保证管道中各种材料间的接触面具有一定的抗剪切强度,工程中应尽量减小环境对管道的约束。且在进行强度和变形计算时,可忽略泡沫和夹克的影响。     

LiF-NaF-KF体系的相图计算

基于CALPHAD技术首先评估了LiF-NaF和LiF-KF两个二元熔盐体系,液相和端际固溶体Halite相均采用RedlichKister多项式置换熔体模型描述,模型参数的优化选取实验相平衡数据和热化学数据以及本文根据第一性原理预测的数据.结合文献中已报道的NaF-KF体系的热力学参数,用Muggianu模型扩展至LiF-NaF-KF三元体系,根据三元共晶点的实验数据调整三元交互参数.最终的相图计算结果与绝大部分实验数据和第一原理计算数据吻合较好,由此获得了一套自洽且可靠的热力学参数,其能够准确描述LiF-NaF-KF体系的相平衡与热力学性质.     

Computational thermodynamics,computational kinetics,and materials design

Computational thermodynamics, known as CALPHAD method when dawned in 1950s, aimed at cou- pling phase diagrams with thermochemistry by computa- tional techniques. It eventually evolves toward kinetic simulations integrated with thermodynamic calculations, i.e., computational kinetics, including diffusion-controlled phase transformation, precipitation simulation, and phase- field simulation. In the meantime, thermodynamic, mobility, and physical property databases for multi-component and multi-phase materials, served as basic knowledge for materials design, are critically evaluated by CALPHAD approach combining key experiments, first-principles cal- culations, statistic methods, and empirical theories. The combination of these computational techniques with their conjugated databases makes it possible to simulate phase transformations and predict the microstructure evolution in real materials in a foreseeable future. Further links to micro- and macro-scale simulations lead to a multi-scale compu- tational framework, and aid the search for the quantitative relations among chemistry, process, microstructures, and materials properties in order to accelerate materials devel- opment and deployment. This is a new route of materials and process design pursued by Integrated Computational Materials Engineering （ICME） and Materials Genome Ini- tiative （MGI）. This article presents a review on the basic theories and applications, the state of the art and perspective of computational thermodynamics and kinetics.