热力学耦合的相位描述及其最小耗散原理

对热力学耦合进行相位描述,并对线性非平衡态热力学的熵产率方程进行了相位拓展,建立了蕴含热力学耦合机制的全相位熵产率方程。广义力与广义流之间的相位关系,唯像地决定了热力学过程的性质。当广义力与广义流之间同相位时,为熵产率大于0的自发过程;当广义力与广义流反相位时,为熵产率小于0的非自发过程。孤立体系内负熵产率的过程可以在正熵产率过程的驱动下进行。而且当自发过程与非自发过程之间发生热力学耦合时,其交叉唯象系数小于0,两个过程的广义流之间的相位差半个周期,这时整个孤立体系的熵产率最小,即说明满足热力学耦合时体系的耗散率最小。     

论裂纹扩展过程中的流变与耗散现象（Ⅰ）

根据裂纹扩展过程中的流变与耗散现象,建立了裂纹扩展期间裂纹体的热力学平衡方程,并依局部场论探讨了局部化剩余的意义。然后,我们把裂纹扩展问题转化为含有质量流源的一个扩散运动问题,并应用内部体力场来研究裂纹扩展力。引入外部热汇,我们把能量耗散问题转化为一个热传导问题。令Clau-sius非补偿热为非负值,建立了裂纹扩展过程中的广义熵不等式,引入耗散势函数,使该不等式转化为某一泛函的可积微分不等式,从而得到它的完全解。只有纵观裂纹扩展的全部历史,才能确定裂纹扩展特性,为此采用Lyapounov函数型的记忆泛函描述全过程,将此全过程分为孕育期、稳定扩展期及失稳扩展期,并给出各个时期的相应判据。本文提出,裂纹体的裂纹扩展过程是: 1 非平衡态不可逆热力学的相容过程; 2 动量不守恒而能量亦耗散的过程; 3 伴有热源汇的非纯粹力学过程; 4 具有衰退记忆的历史延拓过程; 5 微观动力学可逆与宏观热力学不可逆之间的互补过程。     

熵函数与热力学过程

<正> 热力学是研究化学、物理、生物等学科中一些现象和规律的有用工具。组成热力学基础们热力学第一、第二定律是人类长期的经验的总结,有着牢固的实验基础,属于物理化学中最基本的定律。 热力学第二定律,主要是研究过程的方向、限度及化学平衡问题。它一方面从第一定律的劝——热在一定条件下可以转化的普遍规律,总结了存在于物系内部的功——热的转化与两种热力学过程的关系,又提出了与过程方向性有紧密联系的熵函数的概念。热力学第二定     

热动平衡判据记忆法

关于热力学基本关系的记忆方法问题，是热力学教学中的一个难点。从50年代起，直到90年代，国内外一直有人在探讨，提出了种种不同的记忆方法。各种记忆方法都有其不同的优点，但它们有一个共同的弱点，这就是没有给出热力学函数与状态参量在记忆方法中出现的规律。本文解决了这个问题。本文是对文［1］的补充，文中给出了这幅热力学框图，不仅可以给出4个热力学基本微分方程、4个麦克斯韦关系式、4个麦克斯韦恒等式的记忆方法与规则，还可以给出用英文字母表示的热力学函数与参量在框图中出现的规律（如文［1］所述），还可以给出12个热动…     

试论热力学基本方程的适用条件

本文对热力学基本方程的各种形式和适用条件作了详细而较深入的讨论,剖析了各种不同的意见,陈述了作者的见解,并推求出了普遍适用的热力学基本方程。热力学基本方程是表示热力学过程中体系的各个由热力学特性函数与其相应的特征变量之间的普遍关系的方程式,又叫热力学基本公式。它们是热力学第一定律和第二定律导出的,不仅结果严格可靠,而且应用极广。但是,关于它们的适用条件现在尚有很多不同的、甚至是互相矛盾的意见。本文将对这些问题进行认真的探讨。对于不同类型的热力学体系,或同一体系所处的条件不同,热力学基本方程(以下简称“基本方程”)的形式和适用条件不同,不可一概而论。     

乙二醇对十四烷基三甲基溴化铵胶束化热力学参数的影响

通过电导率法分别测定了不同温度下不同浓度EG与TTAB复配体系的临界胶束浓度.研究了阳离子表面活性剂十四烷基三甲基溴化铵(TTAB)与乙二醇(EG)的相互作用,以及温度对TTAB体系CMC的影响,并计算相关热力学函数.结果表明,随温度升高,TTAB体系的CMC呈递增趋势;温度对EG-TTAB复配体系CMC值有影响.     

统计力学中的系综方法

<正> 系综方法在统计力学中是一个很有效的方法,它通过确定热力学系统在2rN维相空间中出现的代表点状态,成功地描述了孤立系统(微正则系综)、与恒温热原接触的系统(正则系综)以及开放系统(巨正则系综)的热力学规律。但是,由于2rN维相空间的描象性,以及几率流、相体积不变原理等概念难于表达成具体的、形象的物理图象,所以在统计力学中,这部分内容一直是教学中的一个难点。我读了美国Scientific American杂志1975年12月号上的一篇文章“The Arrow of Time”作者是David Layzer,他对于相空间、几率流     

不可逆的准静态过程热力学

当滑动摩擦力存在时,准静态过程是不可逆的。考虑这样一个例子,一个装着气体的圆筒、圆筒上装有活塞,且活塞的滑动摩擦力不能忽略的情况,假定摩擦力是温度、位移和运动方向的函数、从系统边界度量、确定能量作为温度和体积的函数是可能的,可是按照热力学的考虑,既使在大量可能迭择上,加上若干限制,力和熵也不是唯一被确定的。本文对布里奇曼提出的推广熵的定义只是按照结论方式讨论。此外,对这个模型和完全塑性物质之间的可能性类似也做了简要的讨论。     

Eu(Ⅲ)在天然植物纤维上的吸附行为

采用分光光度法和批处理法研究了Eu(Ⅲ)在天然竹纤维和木纤维上的吸附行为,考察了固体投加量、pH、离子强度、腐殖酸、接触时间、温度等因素对吸附的影响,讨论了Eu(Ⅲ)在竹纤维和木纤维上的吸附动力学和热力学。结果表明,pH对吸附的影响明显;背景离子会抑制Eu(Ⅲ)在竹纤维和木纤维上的吸附;在低pH值下,腐殖酸对吸附有强化作用,在高pH值下,腐殖酸对吸附有抑制作用。Eu(Ⅲ)在竹纤维和木纤维上的吸附符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型,最大吸附量分别为17.78和18.54 mg·g~(-1)。热力学函数计算结果表明,Eu(Ⅲ)在竹纤维和木纤维的吸附为自发且吸热的过程。     

时间相关的含缺陷材料的流变破坏理论

含缺陷物体的与时间相关的失效过程是一个热力学开放的，远离平衡态的系统，失效过程中发生耗散结构的自组织现象，不同尺度上耗散结构的自相似性可供从微观过度到细观和宏观，基于缺陷演化过程国局域温度场和热磁效应的实验研究，从统一的宏、细、微观层次体系出发。研究了与时间相关的缺陷体的失效过程，结果表明。这个失效过程并非纯力学过程，其中的热力耦合和热磁效应不容忽略。     

有机代共熔物及分子络合物的热化学研究—萘和苯甲酸体系

差示扫描量热法对萘和萘甲酸体系的研究表明：萘和苯甲酸体系可形成１：１分子络合物，本文研究了该本系的相图及有关的热力学函数。     

β-环糊精与十八烷基三甲基氯化铵的包结作用

用电导率法研究了β-环糊精(β-CD)与阳离子表面活性剂十八烷基三甲基氯化铵(C21H46NCl)的包结作用.研究表明:十八烷基三甲基氯化铵与β-CD形成包结物,当体系中β-CD浓度增加时十八烷基三甲基氯化铵的表观临界胶束浓度(cmc*)增加,实验体系的表现临界胶束浓度(cmc*)与β-CD的浓度呈较好的线性关系.用紫外光谱测得十八烷基三甲基氯化铵(C21H46NCl)与β-CD主要形成摩尔比为1:1的包结物,并计算包结物体系的包结常数和包结过程的热力学参数.     

论流变力学的理论基础——Ⅱ 流变过程和热力学过程

在本文,我们论述了用于理想化连续性物体物理观念的严谨数学结构,并论及所谓的外界作用和内部相互作用。应用表示定理得到下述结果:一个流变过程可用三元组(χ.β,T)表征,这里χ:(?)×(?)→(?)是物体β的运动过程,β:(?)×(?)→(?)是外界(?)的一个参考过程,T:(?)×(?)→Sym((?))是对称应力张量埸。最后,我们定义热力学过程为一个七元组(χ,β,f,E,H.S,θ),并对此过程推导出与流变过程相似的结果,即每个热力学过程都可以用七元组(χ,β,T,ε,q,η,θ)来表征,这里的T,ε,q,η,θ是在B×(?)的函数,它们分别表示相应于运动方位的应力、能量密度、热通量、熵密度和温度,而该运动方位是χ和β所确定的运动的真实方位。     

非对称性和热学

０引言 文［１］中论述了“对称性和热学”．如何将物理学的基本定律都统一在对称性原理这个更普遍的理论框架之下,是当代物理学的热门话题之一,它预示着基础物理教学内容与教学体系的重大改革．但笔者认为虽然热力学第一定律是时间平移对称性的结果,广义的热力学第一定律是空间平移和转动对称性的结果,但热学中也存在着非对称性．本文对非对称性与热力学第二定律进行了探讨．１热力学第二定律揭示了自然界能量分布变化的非对称性 热力学第二定律有两种基本表述．其一是热力学第二定律的开尔文表述：不可能从单一热源吸热使之完全变为有…     

论非线性断裂力学的基本平衡定律Ⅰ——局部理论

本文将映射分为两个同胚映射,把理性连续统力学的方法推广到断裂力学,得到与Eftis等不同的一些新结果。本文建立了非线性流变断裂学的基本平衡定律;得出了裂纹扩展过程所应满足的一组必要条件(包括动量条件、动量矩条件、能量条件及熵条件);提出了考虑热效应的一般能量断裂判据,它把已有一些判据作为特殊情况包括在内。把裂纹扩展作为不可逆热力学过程,本文得到新断裂表面上的熵不等式,丛而揭示出经典断裂理论中存在的理论缺陷。我们的结论是:只要裂纹在扩展,就不可能是纯粹的力学过程,断裂必然伴随着热传导和熵产生。经典断裂力学中假设的等温或绝热条件由于违反热力学第二定律是不可能实现的,从这个意义上说经典断裂理论是热力学不相容的。     

封闭力学体系运动积分的数目

对于一般的力学体系,其拉氏函数是广义坐标q,广义速度q及时间t的函数,即 L=L(q_a,q_a,t) a=1,2,…s 上式中s=3n-k。n为体系包含的质点数,k为约束数。在理想约束的条件下,体系可由拉氏第二方程所描写, 很明显,这是一个含有s个二阶微分方程的方程组,求解中必然会有2s个积分常数,它们是由体系的初始条件决定的。若初始条件为已知时,则可得2s个独立的运动积分。 但若体系是闭封体系时,则可证明独立运动积分的数目减少为2s-1个。证明如下:     

关于热力学函数关系及相图教学的初步探讨

作者通过多年的物理化学教学实践,总结出热力学函数关系式的简图记忆法规律及识别和绘制二元体系相图的三条规则。     

相空间作Ляпунов函数的轴上积分法及非线性自治系统的全局稳定性

在相空间的给定区域内,对非线性系统的函数的作法问题,许多数学和力学工作者作了大量工作,一般对非线性系统,按线性系统的函数,类似地作出了具体的函数即所谓类比法。从非线性系统本身出发,尽管有j·A沃尔克(Walker)及L·G·克拉克(clark)的积分方法,还有沃尔(Wall)的能量度量算法和斯图尔特的(Stewart)矩阵形式,给出了作出函数的方法。但上述两种方法的明显缺陷是运算繁杂。对于沃尔克的积分方法而言,n维系统需要确定n个待定的函数,这些函数仅凭经验去凑。沃尔的方法亦然。     

2519铝合金本构关系的人工神经网络模型

2519铝合金足一种新型的装甲材料，变形时，各热力学参数之间存在着非常复杂的非线性关系，采用Gleeble 1500热模拟机上圆柱体轴对称高温压缩试验数据建立了该合金本构关系神经网络模型，利用所建立的网络模型对其它一些热力学状态下材料的流变应力进行了预测，实验结果表明：在目标函数为0．2、隐层节点数为5、学习率为0．1时，预测数据与实验数据吻合良好，系统误差较小(拟合度为2．6％)，表明已形成了一个知识基的本构关系模型。     

定积分元素法的应用

<正>定积分为解决实际问题提供了有效的方法.如果被积函数和积分区间已知,那么定积分的求解过程可概括为:作分割→求近似→求和式→取极限.被积函数和积分区间可根据实际问题得到,而寻求被积表达式的一种有效方法是由元素法提供的.元素法(也称微元法)广泛应用于几何学、力学、电磁学和医学等领域,并逐渐渗透到理论力学、物理学及其他专业中.