涨落的热力学方法

本文在涨落的准热力学方法基础上,提出涨落的热力学方法。应用这个方法,使燃力学量的涨落可从热力学基本方程直接得到。     

准热力学理论教学中的两个问题

处理涨落有系综法准热力学方法,前者往往只讨论能量及粒子数的涨落,运用后者可以方便地计算各种热力学量及其相关涨落,因而是研究涨落的重要方法,学生在学习准热力学理论时,普遍存在以下问题:(1)对涨落与系统的约束密切相关,因而每一涨落公式都有其适用条件缺乏明确认识,看到同一个热力学量的均方涨落(如(?)),或同一对热力学量的相关涨落(如(?)),有不同表达式时,感到困惑,甚至错误地认为,这是采用不同方法(系综法和准力学方法)的结果.(2)解题时不知怎样选取独立变量使计算最简便,盲、乱现象严重.针对以上问题,本文将通过例题说明涨落与系统约束的关系,及选取独立变量的原则和具体方法.     

用T-P分布求系统的能量涨落

从教学研究角度利用T-P分布求出了能量和体积可以变化的系统的能量均方涨落,并与按涨落的准热力学理论求出的开放系统能量的均方涨落进行了比较,讨论了二者的一致性。     

涨落在理想气体系统中的应用

理想气体系统是热力学研究的一种典型模型,通过研究理想气体系统,可以得到真实气体的一些主要性质.用统计物理学观点和热力学基本关系式,研究理想气体系统中宏观物理量的涨落及涨落关联函数,进而说明热力学系统宏观量的涨落与热力学系统的状态方程有关.     

宏观量的涨落及关联判定

利用统计物理学的观点,结合热力学基本关系式,研究了宏观量涨落的基本规律,得出了宏观量的涨落的计算方法及宏观量的涨落关联判定方法。     

发生在推导能量涨落公式过程中的一个疏忽

指出并分析了一本著名的热力学统计物理教材在推导能量涨落公式的过程中发生的一个疏忽．     

宏观量的涨落研究

利用统计物理学的研究结果，结合热力学基本关系式，研究了涨落的基本规律，推导出了宏观量的涨落及关联函数式，得出了宏观量的涨落及关联函数的计算方法。     

直接蒸发冷却过程不可逆热动力学分析

在对直接蒸发冷却过程进行热、动力学分析的基础上，把实际过程中抽象成空气纵掠湿平板同时发生传热和传质过程的物理模型并应用不可逆热力学理论，建立了能反映在各广义热力学推动下，过程热动力学特性的数学模型。它由一个包括熵产率方程。能量方程和质量方程构成的微分方程组，为探讨直接蒸发冷却过程中的传递机理及提高热、质交换设备的热力学完善度提供理论依据。     

热扰动对热力学系统的影响

本文主要讨论热微扰对热力学系统的影响.从刘维方程出发,运用统计物理中局域平衡的方法导出热力学系统对热微扰的响应的普遍适用的关系式,及涨落耗散定理,并应用于具体的耗散过程,得到正确的结果。     

利用涨落理论确定液体均匀核化速率

基于统计热力学涨落理论 ,按照能量涨落的概率分布规律提出了全新的计算过热液体均匀核化速率的理论 ,即系综中发生气化的系统数目取决于系综中能量涨落值达到形成稳定泡核的功量的概率 .针对吉布斯正则和巨正则系综推导了相应的计算公式 .新方法考虑了升温或降压速率对核化速率的影响 ,体现了均匀核化过程的动态特性 ,同时也表明均匀核化速率不是一种物性参数 .用所得公式对一些物质的均匀核化速率进行了计算 ,计算结果表明 ,涨落方法中核化速率随过热程度的变化较动力学方法计算结果平缓 ,在过热程度低时前者高于后者 ,在过热程度高时则相反 .同实验数据的对比证实了本文所提出的理论和公式的合理性     

通用的热力学特征函数

从任意系统的热力学基本方程出发,引进一个比一些文献所引用的更为优越的通用热力学特征函数,可使热力学讨论进一步简化。     

信息论与热力学函数

介绍了信息论的有关概念和最大信息量公式,阐明了“不确定性”Ｕ是一种状态函数,它与热力学的状态函数相当,并导出了维纳（Ｎ．Ｗｉｅｎｅｒ）关于信息量是负熵变的公式,由此得到熵函数的信息论表达式：Ｓ＝－ｋｎｉ＝１ＰｉｌｎＰｉ．从上式出发,用信息论的方法导出了统计熵的公式（正则系综）：Ｓ＝ｋＴｌｎΦＴＶ＋ｋｌｎΦ．该式和统计热力学方法导出的Ｓ公式完全一致．并进一步导出了体系的自由能Ｇ、焓函数Ｈ、功函Ａ、内能ｕ等热力学函数的配分函数表达式．表明可以用信息论的方法和原理来讨论化学热力学的问题,从而阐明了现代科学技术的综合化发展的趋势．     

非线性介观电路的量子化

为了介观电路量子理论的建立,在电荷不连续的前提下,得到了含有二极管的非线性介观电路的有限差分薛定谔方程.在广义动量表象中系统的薛定谔方程转化为四阶微分方程,利用微扰法,得到了系统的能谱和波函数,并计算了电流的量子涨落.     

Entropy equilibrium equation and dynamic entropy production in environment liquid

The entropy equilibrium equation is the basis of the nonequilibrium state thermodynamics. But the internal energy implies the kinetic energy of the fluid micelle relative to mass center in the classical entropy equilibrium equation at present. This internal energy is not the mean kinetic energy of molecular movement in thermodynamics. Here a modified entropy equilibrium equation is deduced, based on the concept that the internal energy is just the mean kinetic energy of the molecular movement. A dynamic entropy production is introduced into the entropy equilibrium equation to describe the dynamic process distinctly. This modified entropy equilibrium equation can describe not only the entropy variation of the irreversible processes but also the reversible processes in a thermodynamic system. It is more reasonable and suitable for wider applications.     

热力学两个常用方程在统计物理学中的证明

由于物态方程实验测定时的误差和描述不准确;构建微观模型不完善导致配分函数与实际的差异,常常使由热力学给出的结论与统计物理学给出的结论差距很大,但在高度理想化条件下抽象出来的热力学同统计物理学基础理论应保持高度的一致性,本文给出在均匀系统中两个常用的热力学方程——热力学基本方程和能态方程在统计物理学中的证明,说明其本质上的统一性．     

CPA方程结合RG理论计算甲醇、水、氨的性质

醇类、水、氨等流体在工业上有着广泛的应用,但由于氢键作用形成分子缔合,使用简单状态方程难以精确描述其热力学性质;而在近临界区,由于浓度涨落的长程关联,使其描述则更为困难。该文在CPA(cubic plus association)状态方程的基础上,用重整化群理论修正Helmholtz自由能来考虑涨落的影响,计算了甲醇、水和氨在近临界和远离临界点区域的p-ρ-T性质。结果表明:该方法显著改善了临界参数和近临界区的气液相平衡数据的描述情况,在单相区的预测精度也较高,适用于缔合流体热力学性质的研究。     

统计热力学模型对液体混合物导热系数的研究

应用溶液统计热力学方法和溶液理论，建立了多元液体混合物的统计热力学 模型。将该模型与溶液传热反应速率理论相结合，导出了一个新的多元液体混合物的导 热系数方程。该方程应用于９７个二元体系的关联和１５个多元（三元、四元、五元〕 体系的推算，方程的计算值与实验值吻合。这表明应用溶液统计热力学模型可以对溶液 的导热系数进行研究。     

介观电子谐振腔的量子效应

基于电荷是量子化的这一基本事实,在介观电路的全量于理论框架中,实现了介观电子谐振腔的量子化,获得了该器件的差分薛定谔方程.用幺正变换将薛定谔方程变换为标准的马丢方程,通过对薛定谔方程的求解,得到了系统的能级和波函数.运用WKBJ方法计算了电流平均值和电流平方的平均值,计算结果表明电流涨落是存在的,它是介观电路中主要的量子噪声.     

相干电磁辐射双稳态输出的热力学模型

本文用非平衡热力学的观点讨论了吸收型双稳态输出，并认为双稳产生于熵产生导致的流经整个系统的自发流（能量流、电极化流）；且Ｃｕｒｉｅ和Ｐｒｉｇｏｇｉｎｅ的对称性原理控制了流的耦合程度。在热力学基础上导出了一组Ｍａｘｗｅｌｌ－Ｂｌｏｃｈ方程，并由此得出了在共振吸收时的双稳输出方程和双稳输出条件，最后把这些结果与传统动力学的结果进行了比较，并发现它之间符合较好。