不可逆过程热力学与油田开发

油田开发中的一些重要过程如传质、传热、粘滞流动,相转变和化学变化等,实质上都属不可逆过程。本文提出了以不可逆过程热力学基本理论对油田开发若干过程进行研究的设想。     

不可逆过程热扩散与配分函数相关联

热传导过程遵守傅立叶定律:其中J_q为热流矢量,X为热传导系数,为温度梯度,扩散过程遵守斐克定律:     

不可逆输运过程的最小作用量原理

最小作用量原理最早应用于光学和力学等可逆的物理过程,其后人们基于熵产发展了不同表述的最小作用量原理来处理不可逆输运过程,昂萨格最小能量耗散原理就是其中的代表.然而,基于熵产的最小作用量原理并不一定对应符合实际情况的本构关系(例如不能导出傅里叶导热定律).本文通过分析表明,导热过程的最小作用量不是熵产率而是(与热质能成正比)耗散率.我们对质量和动量不可逆输运过程的最小作用量原理进行了探讨,发现不可逆定态线性输运过程的作用量应该由真实力与流的点积得到的耗散率与瑞利函数进行构造,它们都可以看作某种能量的耗散率.此外,还发现了符合实际本构关系的不可逆线性输运过程的李雅普诺夫函数并不是熵产率,不可逆输运过程的作用量和李雅普诺夫函数应该是统一的,即都是某种能量的耗散率.分析还表明,对于瞬态不可逆输运过程,定态条件下的作用量与能量守恒方程的结合并不能导出相应的控制方程;需要使用卷积积分构建的准作用量才能导出瞬态控制方程.     

基于不可逆热力学的膜换湿过程研究

利用非平衡热力学理论研究了膜换湿过程的热质耦合现象, 建立了相应的物理数学模型, 求得了非平衡热力学模型中各特征参数的具体表达式, 分析了各特征参数与膜两侧温度和浓度的依变关系, 为传质通量和传热通量的分析计算奠定了基础. 探讨了膜两侧温差、浓度差以及膜平均温度对透膜通量及热流束的影响情况, 结果表明: 当膜平均温度相同时, 膜两侧浓度差越大或温差越小对应的透膜传质通量就越大; 当膜两侧的浓度差和温差相同且浓度差产生的质量流占主导地位时, 膜平均温度越高, 对应的透膜传质量也越大; 透膜质量流引起的吸附热占总热流的比值与膜两侧的温差、浓度差以及膜基准温度有关, 且膜两侧温差越小, 吸附热占总热流的比重就越大.     

地球系统科学

地球系统科学是以全球性、统一性的整体观、系统观和多时空尺度，来研究地球系统的整体行为，使得人类能更好地认识自身赖以生存的环境。更有效地防止和控制可能突发的灾害对人类所造成的损害。地球系统科学在现代技术．尤其是空间技术和大型计算机发展后出现，致力于对地球的整体探索。它以地球科学许多分支学科的大跨度交叉渗透，与生命科学、化学、物理学、数学、信息科学以及社会科学的紧密结合为特征。其研究发展的特点为时空尺度大，综合性强，实用空间大。支持有效监测和预测。研究中大量采用高新技术。采集、存储、处理的数据量都极其巨大。     

自然地理系统及其熵变

该文主要探讨了自然地理系统的演化及自然地理系统熵变的唯象理论等。     

熵产生率与马氏过程的不可逆性

在非平衡态统计物理中,熵产生率与不可逆性(非细致平衡)起了重要作用。文献[1,2]对简单情况(马氏链)证明了,一个平稳马氏链可逆的充要条件是熵产生率为零,进而说明熵产生率是刻划马氏链离可逆状态有多远的量。本文中,我们对一般随机过程给出熵产生率的概率定义,并导出它在马氏链、扩散等具体情况下的明显表达式。这些表达式恰与物理学家和化     

基于圈量子引力的孤立视界熵的统计解释新方案

介绍了在圈量子引力框架下应用边界BF理论对孤立视界熵做出统计解释的新方案.相比于以前的边界Chern-Simons理论方案,边界BF理论方案的最主要优点是,它适用于任意维度时空中的孤立视界.边界BF理论方案的可应用性非常广,包括任意维度时空中的Einstein理论、标量张量引力理论、以及引力与标量场非最小耦合理论.对于含有高阶导数项的Lovelock理论,在做了一定的假设以后,同样可以得到视界的熵.新方案既可解释Bekenstein-Hawking面积熵,也可解释Wald熵.文中提供了两种相关但又不同的具体实现方法.     

负熵与熵定律的“逆过程”

熵定律曾被爱因斯坦称为自然界最基本的定律。在科学发展史中,熵定律一直以其深刻的内涵而成为后来许多科学理论的“营养基”,这只需举出玻耳兹曼的动力学理论、普朗克提出的量子论和爱因斯坦关于自发辐射的理论等例就足够了,因为这些理论的基础都是熵定律。作为熵定律“无限扩张”后果的“热寂说’确实曾经困扰过一代学者,但自从普里高津学派提出了耗散结构理论后,便打破了经典热力学中的静止观点,一度被视为消极因素或“干扰”因素的不可逆性,已被证明可能成为动态有序的源泉、相干的源泉和组织的源泉。下面提供的大气系统的实例,有力地说明了在非平衡条件下负熵流对动力系统组织化的作用。进一步的分析研究还表明,自然界存在着大量按熵定律的逆     

矩形腔内接触熔化过程的熵产

Gordon等曾对矩形腔内的一维非接触熔化进行了熵产分析,得到最优的加热熔化方式.不过由于他们假设了熔化过程液体层内完全线性导热的条件,因此,所得结果有较大的局限性.本文则要讨论接触熔化过程的熵产.     

地球暖化问题与地球空调系统

地球暖化问题,不能简单地说是以往大气污染现象的继续,而应与地球的空调系统的结构结合起来考虑。     

地球内部流体的动力学过程与机制

<正> 1 现代地球科学 地球内部流体行为研究涉及到5个方面的问题:即流体在地球内部不同层位的(1)存在形式;(2)分布;(3)来源;(4)迁移过程以及(5)迁移过程中与所附存的岩石间所发生的化学的和物理的作用。这5个方面代表了地球内部流体研究的最关键性问题。地球内部流体的动力过程(dynamic processes)则主要是指第(4)和第(5)个问题。由于进行地球内部流体研究所涉及问题的广泛性和特殊性,以及进行地球内部流体研究时必须以整个现代     

地球系统理论基础概述

本文探讨关于地球系统的理论核心，包括地球系统的非均衡理论，地球系统的耗散结构理论与地球系统的引力场理论。非均衡理论是基础，耗散结构和引力场理论是热力和动力的起因，构成地球系统的物质流、能量流和信息流的形成机制与地球系统的运动过程。其中信息流则是调控地球系统的物质流和能量流的流量、流速和流向的纽带。     

地球化学演化作用过程中的辩证关系

一地球化学的发展目前在地球化学方面,有两个主要学派:一个是流行于资本主义国家的經驗統計学派,另外一个是在苏联成长壮大起来的原子历史学派。前者以研究地壳中元素的分布为主要任务,而后者則主要研究在自然界各种不同的热动力和物理化学条件下,原子的活动历史和富集規律。显然,以形而上学的唯心主义观点     

STPV系统熵产及效率研究

根据热力学第二定律对太阳能热光伏系统进行建模分析, 研究并比较了系统各组成部件中的熵产大小, 同时讨论了各模块的转换效率. 分析了辐射器温度、聚光器会聚比、电池禁带宽度、电池温度及滤波器透射率等参数对熵产及效率的影响. 得出系统总熵产随着辐射器温度的升高呈现先减小后增大的趋势, 而随着聚光器会聚比的增加, 系统总熵产逐渐减小. 电池禁带宽度、化学势的增加使得系统各部件熵产减小, 电池温度的升高影响了其转换性能, 使得熵产增加的同时转化效率逐渐降低.     

量子迁移速率在减熵过程中的作用

考虑一个粒子——光子混合系统。设各粒子间作用微弱,可以不计。粒子间则相互可区分。因为粒子在其量子能级上迁移时,总是伴随着光子的吸收或辐射,因此必须将粒子与光子一起考虑。 我们将热平衡态或非平衡态看作由系统边界加给系统的某些约束所造成。令这些约束为,它们能以下列数式表示