正负绝对温度下的Bucher图

文章由正绝对温度下的Bucher图引出负绝对温度下的Bucher图,并对负绝对温度下卡诺循环的性能系数做了定义,得出它的数学表达式,使Bucher图推广到负绝对温度下的情形.该图同样简明形象地表明负绝对温度下卡诺循环中热和功的转化过程,而且定量地表示出温度、热量、功和性能系数等物理量的相互关系.又由Bucher图表达出热力学三个基本定律,使热力学三个基本定律推广到负绝对温度下的情形.并在正负绝对温度两种情形下对热力学三个基本定律的表述进行了全面的探究,使Bucher图的内容更为丰富.     

关于负绝对温度系统的若干问题

本文对负绝对温度实现的条件、例子，对负绝对温度系统的热力学特征和性质进行了概括、讨论和分析．     

两变量热力学系统绝热线唯一性定理及其应用

本文严格证明了两变量热力学系统绝热线存在和唯一性定理,由这一定理出发不需要热力学第二定律就能证明两变量和一变量热力学系统熵函数和绝对温度函数的存在性.同时本文还证明了第零类永动机实际上是第一类永动机的一种类型.     

自旋轨道耦合二维费米气体的热力学性质

应用平均场理论研究自旋轨道耦合和塞曼场共同作用下二维费米气体的热力学性质.通过求解能隙方程和粒子数方程,讨论了自旋轨道耦合和塞曼场对系统的等温压缩系数、压强、超流序参和热力学熵的影响,发现了不同于三维系统的新性质.研究表明:在自旋轨道耦合和塞曼场共同作用下,玻色-爱因斯坦凝聚(Bose-Einstein condensate, BEC)极限区域的等温压缩系数和压强基本不随相互作用变化,这与三维系统中等温压缩系数和压强在BEC极限区域随相互作用强度线性改变明显不同;在BCS(Bardeen, Cooper and Schrieffer)极限下,等温压缩系数和压强敏感地依赖于体系的自旋轨道耦合强度和塞曼场强度.在合适的参数区域,等温压缩系数、压强、超流序参数和热力学熵随自旋轨道耦合和塞曼场强度非单调的变化行为;在有限温度下,热力学熵随自旋轨道耦合和塞曼场的改变在正常相和超流相表现出完全相反的变化规律.     

外磁场中理想自由电子气体的压强

文章中用路径积分方法计算了非退化理想电子气体在均匀外磁场中的配分函数．从而计算了热力学压强、外磁场存在时力学压强与热力学压强不同     

负绝对温度及温标

从热力学角度分析了负绝对温度,讨论了绝对温度与内能的函数关系,指出了绝对温度的不方便之处,引进了约化温度T,以约化温度来标度热力学温标并且讨论了约化温度与内能之间的函数关系.指出约化温度是随着内能的增加而单调地增加的连续函数.     

压强的洛仑兹变换

本文用统计力学和碰撞理论相结合的方法,对热力学系统压强的洛仑兹变换进行了推导,得出的结果为压强是洛仑兹不变量.     

宏观和微观理论的印证——空窖辐射

用热力学与统计物理学两种方法推导了空窖辐射的辐射能量密度与绝对温度的关系,通过推导过程阐释了热力学与统计物理学的统一.     

对负绝对温度的再认识

自1951年Purcell和Pound[1]在核磁共振实验中发现氟化锂晶体的锂核自旋系统可以处在负绝对温度状态以来,人们从实验和理论两方面对其进了行许多有益的探讨。本文从对称性(变换不变性)角度对负绝对温度的热力学理论进了行一些讨论。     

负绝对温度真地存在吗?

本文对 R·V·Pound 和 N·F·Ramsay 等的实验,进行了多方面的分析,认为负吸收只能说明反转分布的存在,而不能反映出负绝对温度,只要构成热力学系统的粒子质量为正,绝对温度就不可能为负。     

Thermodynamic analysis of adsorption process at a non-equilibrium steady state

By using the non-equilibrium thermodynamic approach, the possibility of the existence of a steady state for non-equilibrium ad-sorption with a temperature difference between body gas and adsorbed gas was confirmed and the steady state was determined. The chemical potential difference between body gas and adsorbed gas was obtained and equations for evaluating the adsorption entropy and the isosteric heat of adsorption were derived. The changes of the adsorption entropy and the isosteric heat of adsorption at the non-equilibrium steady state relative to those at the equilibrium state were calculated and the results were compared with those obtained using the traditional equilibrium thermodynamic method. The comparison suggests that the changes of the adsorption entropy and the isosteric heat of adsorption obtained using the non-equilibrium thermodynamic approach are related with not only temperature but also adsorptive state, while those obtained using the equilibrium thermodynamic method are only a function of temperature. The main reason is that the present study treats the adsorption and gas temperature change as an integrated process and considers their interaction, whereas the equilibrium thermodynamic approach separates the adsorption and gas temperature change as two independent processes and neglects their interaction.     

荒漠化动力系统熵理论模式探索

用耗散结构理论分析了荒漠化系统的不同演变状态,指出决定荒漠化状态演变的4个熵阀值和荒漠化发展中的2次突变,圈定出荒漠化良性发展的区间,在此基础上构建了荒漠化动力系统的熵理论模式.该模式为进一步量化分析荒漠化以及进行荒漠化的防治提供理论依据.     

近独立粒子系轻度偏离平衡态概率分布问题研究

近独立粒子组成的孤立系统处于统计平衡态时,系统可能处于热力学平衡态,也可能偏离热力学平衡态,出现非热力学平衡态.不同的宏观状态(或分布)所包含的微观状态对宏观物理量的贡献是不同的.对系统不同分布的热力学概率进行了研究,获得了系统轻度偏离平衡态的概率分布规律,从而揭示出系统处于统计平衡态时宏观性质不随时间变化的物理本质.     

煤样浸水过程中水化学效应研究

为研究地下煤层开采中,水化学作用对预留安全煤柱的化学影响,对取自大柳塔5~(-2)煤样进行完全静态浸泡试验,浸泡时长以溶液pH波动变化幅度而定,通过对浸泡煤样溶液的pH及氧化还原电位值动态变化监测,分析盐水溶液pH及氧化还原电位与煤样水化学过程的对应关系,并结合非平衡态热力学理论判定,解释煤样水化学作用的根本原因;结果表明:煤样浸水初期溶液pH(0～4 h)降低,煤岩矿物及有机碳氧化反应产生大量酸性水,随浸泡时间的增加,煤岩长石类矿物及方解石、白云石等消耗大量的H~+,生成稳定的黏土矿物,同时长石类矿物溶解的阳离子与黏土矿物裸露表面产生离子反应,引起pH总体上升;结合非平衡态热力学理论,浸水煤样与外部环境的存在温差、水岩之间相互作用及渗流力的产生等,加快熵产生率,因此煤样浸水水化学效应所导致溶液pH及氧化还原电位值变化均属于煤样化学风化自发体系。     

线性非平衡系统的内变量涨落

推导并给出了线性非平衡系统的内变量涨落的均方差公式，给出了稳定性条件、讨论了相应的均方差、熵平衡方程以及弛豫时间等热力学参量之间的关系。     

最大可能熵原理

定义了最大可能熵(PME)的新概念,并提出最大可能熵原理.仅对孤立的平衡系统而言PME才等于系统的熵(Sm=S),一般情况下PME总是大于系统的真实熵(Sm＞S).当一个非平衡开放系统的PME不管因为甚么原因增大时,它的信息和熵就能同时增加.例如,当一个系统的体积和能量增加时,其PME就增大,从而导致它的信息和熵可同时增加.最大可能熵原理建立在理论和近年提出的"熵界"上.由这个原理不但能推导出科学上已有结论,如黑洞无毛定理,还可用来解释宇宙中某些谜一样的问题,如整个宇宙的熵增大,同时地球上的生物却可以不断进化.     

自组织现象的热力学分析

作者从几何热力学的角度出发分析了自组织现象，并利用相空间的微观状态数计算了具体模型的熵值变化，分析了在沙堆的演化和沙崩过程中熵值变化的内在机制，研究表明，在自组织现象发生的过程中，自由能减少，但熵增加，作者还说明了自组织现象不仅在远离平衡的非平衡系统发生，而且在近平衡条件下也可能发生。     

基于AUSMDV格式的高超声速钝体绕流的数值模拟

围绕高超声速高温流场的高温效应问题,采用有限体积法,以及熵修正的AUSMDV格式,利用时间分裂法求解了完全气体和化学非平衡流场。求解了SOD2激波管问题,并与精确解进行了对比,分析和验证了AUSMDV格式捕获间断的能力。化学非平衡流求解中采用Park化学动力模型,化学反应源项采用准定常法(The New Quasi-Steady-State-Approach)处理,克服了化学反应源项引起的刚性问题,结果与CEA程序的计算结果进行了比较,研究了高超声速圆柱绕流流场,分析了化学反应对流场的影响。结果证明了计算方法与程序的有效性和实用性。     

复相系非平衡定态的稳定性

利用李雅普诺夫稳定性理论第二方法对复相系非平衡定态的稳定性进行了分析,结果表明:对线性区非平衡定态而言,取总熵产为V函数,则恒有dV/dt<0,因此,系统是绝对稳定的;对非线性区非平衡定态而言,取熵产的二阶变分为V函数,可根据dV/dt的符号判断系统的稳定性.     

C_(60)晶体的分子结构相变

考虑C60 晶体两种最优取向构成的双能级系统 ,探讨了 4个热力学函数在C60 晶体中的一阶相变和二阶相变两侧的变化规律 ,详细讨论了熵和体积随温度变化对各个热力学函数的影响