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.     

癌细胞和正常细胞熵产生的对比分析及在癌症治疗中的作用

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.     

超声吸收和生物组织的熵产生——一个癌症理疗的新方案

通过热力学计算证明,超声在生物组织中的粘滞耗散和热耗散引起的吸收低于化学弛豫引起的非经典吸收,低频低强度的超声吸收在生物组织中的熵产生对于癌细胞和正常细胞是不同的,这种不同联系于二者的酸度差异.理论计算证明,低频低强度的超声照射可以导致癌细胞和正常细胞熵产生率的倒转,从而可以改变熵流方向,抑止癌的毒性信息流的扩散.这提供了癌症理疗的一个新方案.     

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．     

脑瘤诱发的组织变化和皮层脑电图分析

健康组织和肿瘤组织具有不同的代谢,结构和热力学特性.脑瘤的代谢和结构无序性导致其有较高的熵产生.两种组织不同的熵产生决定了熵由癌流向健康组织.脑瘤和正常细胞在熵和能量方面的差异诱发皮层不同的脑电信号.研究了28个脑瘤患者的脑电图并和健康人进行比较,观察到脑瘤患者脑电图频率的降低.多数情况中慢alpha和theta波出现在肿瘤投影区,此可能与其高熵产生和向外的熵流有关.研究认为,脑瘤的持续高熵产生和热耗散及其它物理效应使得皮层电产生慢化,从而使肿瘤及其邻近的脑组织显示出频率较低的电活性.     

封闭体系的熵产生原理

本文阐述封闭体系中的熵产生原理.据此原理说明封闭体系经历一个任意过程,体系的熵变等于熵流dSe和熵产生dSi之和.体系若经历一个不可逆过程必定产生熵,经历一可逆过程,熵产生等于零.把熵产生原理应用于封闭体系中的各种过程,可以判断过程的性质,它较Clau-sius不等式和孤立体系中的熵判据更为简便.     

传热过程中体系熵污染的组成机理

经典热力学理论下很难对体系非平衡态下的熵产进行精确计算,需要重新建立非平衡态下的熵污染的概念.本文根据热力学第二定律关于非平衡态的研究成果,将其引入体系熵污染的研究中,从理论上揭示了任意开系的熵污染是由体系的熵产项和熵流项构成,熵流项是外部给予体系的熵变化,熵产项是体系熵变的内部效应,可以表征体系的熵污染强度,因此可以推导出具有普遍实用性的熵污染量计算模型ds=deS+diS.在此基础上,对列管换热器单根圆管换热过程的熵污染源强度组成及产生机理进行了分析,得出一般发展趋势.结果表明,此模型为优化体系设计,减少能源消耗,以资源化的观点评价体系的污染状况和综合性能打下础性.     

电路中的最小熵产生率原理

将不可逆过程热力学中的熵产生率概念推广应用到稳恒电路，给出了Ｐｒｉｇｏｇｉｎｅ最小熵产生率原理可适用于稳恒电路的电动力学证明。     

电路中的最小熵产生率原理

将不可逆过程热力学中的熵产生率概念推广应用到稳恒电路，给出了Ｐｒｉｇｏｇｉｎｅ最小熵产生率原理可适用于稳恒电路的电动力学证明。     

熵定律对不同体系的应用

熵定律是物理化学中一个重要定律，也是自然界中一个重要定律。本文应用熵定律讨论了生物新陈代谢过程，讨论了一个单位、一个地区，甚至一个国家经济发展的规律。从熵定律的角度说明只有开放体系，大量引进负熵流，尽量降低熵产生，使总熵减少，才能增强发展活力，成长状大、经济繁荣。     

熵、巨势与开放的近平衡系统热力学第二定律的两种表现形式

从分析局域平衡理论框架内封闭热力学系统之熵产生与特性函数变率的关系入手，阐明了非平衡态的热力学特征，即非负耗散强度及非平衡线性区向最小耗散态演化的趋势，实际上是分别体现在热力学势的一阶及二阶变率层次上的状态演化方向。同时，提出了以巨势为基础的开放非平衡系热力学第二定律的表述形式，论证了在近平衡区与最小熵产生原理的等价关系。     

铁电性和偶极子转向对电卡效应的影响

在外加电场作用下铁电体中各个方向的偶极子能级发生变化,其取向概率随之变化,对应于偶极子转向到电场方向.同向排列的偶极子发生耦合产生了铁电性,引起了可逆变化的铁电畴,导致极化强度呈电滞回线.本文用铁电体理论研究了电场作用下偶极子转向和耦合对电卡效应的影响.结果表明:电卡效应表现出温变的放热峰,主要由偶极子转向导致的熵变引起,随电场的增大移向高温,并从铁电相越过居里温度到顺电相.耦合铁电畴效应会产生放热,它随温度的升高而降低.数值模拟的研究结论能够说明相关的实验结果.     

直管套管内超临界二氧化碳热力性能研究

为了解决气冷器内不可逆损失对换热性能的影响问题,提高直管套管式气冷器的热力性能,对超临界二氧化碳套管式气冷器内二氧化碳与冷却水之间的热量传递过程进行了研究。采用Fluent数值模拟软件与熵产分析方法,通过改变操作压力、二氧化碳质量流量及冷却水的质量流量和进口温度进行数值计算,得出气冷器中二氧化碳和冷却水沿管长的温度分布情况,并依据热力学第二定律熵产分析方法,对直管套管内热力过程进行计算,得出沿管长的熵产分布情况。结果表明,随着压力的增加,沿管长方向的熵产逐渐增大;随着二氧化碳质量流量的增加,熵产逐渐减小;随着冷却水质量流量的增加,熵产增加幅度不明显;随着冷却水进口温度的增加,熵产随之减小。研究结果可为二氧化碳热泵气冷器运行参数与结构的设计以及二氧化碳热泵的工程应用提供一定的参考。     

THE ENTROPY-FLOW METHOD FOR DETERMINING THE MINIMUM WORK IN AN AIR-EXHAUSTING PROCESS

The thermodynamic system consists of the entropy flow and entropy product. This paper is to define the entropy flow and to apply it to determining the minimal work in air-exhausting processes. It is found that the minimum work depends only on the pressure at the negative-pressure space.     

扩散过程最小自由能减少率的研究

仿照扩散不可逆过程最小熵产生定理的推导方法,对扩散不可逆过程的最小自由能减少率进行了研究,并且将最小自由能减少率与最小熵产生定理进行了比较.为用辅助热力学函数自由能来研究扩散过程提供了有益的参考.     

陡脉冲不可逆性电击穿恶性肿瘤细胞的机理

电场的基本特性是对处于场中的物质有力的作用.在陡脉冲电场作用下,细胞膜内外表面有很强的电场分布,同时由于细胞膜的介电常数与细胞外液、细胞质的不同,从电磁场理论出发,必然有作用于细胞膜表面的电场应力.仿真计算结果表明,外加电场的作用使得细胞膜受到来自细胞外液与细胞质两个方向的压力,作用在恶性肿瘤细胞膜上的电场应力的数量级比正常细胞大1个数量级.因此,在陡脉冲电场的作用下,恶性肿瘤细胞比正常细胞具有更大的敏感性,这种电场应力的作用势必对恶性肿瘤细胞膜造成巨大的损伤,使得细胞的生存环境和遗传物质受到严重破坏,并导致细胞发生不可逆性电击穿而死亡.